소개글
"부르즈 칼리파"에 대한 내용입니다.
목차
1. 고강도 콘크리트의 개념과 특성
1.1. 고강도 콘크리트의 정의
1.2. 고강도 콘크리트의 재료적 특성
1.2.1. 내구성
1.2.2. 수화열
1.2.3. 내화성능
1.3. 고강도 콘크리트의 물성
1.3.1. 균열 및 파괴 특성
1.3.2. 응력-변형률 곡선
1.3.3. 인장강도
1.3.4. 횡파괴강도
1.3.5. 푸아송비
1.4. 고강도 콘크리트의 시공사례
2. 초고층 건축물의 화재 위험성과 방재대책
2.1. 초고층 건축물의 화재 발생 현황
2.2. 초고층 건축물의 화재 위험성
2.3. 초고층 건축물 화재 대응을 위한 방재대책
3. 건축, 예술, 기술의 관계와 건축가의 역할
3.1. 건축학과의 특이성
3.2. 건축, 예술, 기술의 관계
3.3. 건축의 표현 수단으로서의 예술
3.4. 기술 발전과 건축의 다양성
3.5. 건축가의 역할과 자질
4. 참고 문헌
본문내용
1. 고강도 콘크리트의 개념과 특성
1.1. 고강도 콘크리트의 정의
고강도 콘크리트는 보통 콘크리트보다 강도가 높은 것을 말한다. 하지만 이에 대한 정의는 각 국가마다 다르다. 미국 콘크리트학회(ACI) 고강도 콘크리트 분과위원회에서는 1984년에 고강도 콘크리트 제조에 관한 주의사항을 보고하면서 보통중량 콘크리트는 42MPa, 경량 콘크리트는 28Mpa 이상을 고강도로 분류했다. 최근에는 보통중량의 콘크리트는 구조용 콘크리트 최소강도로 21MPa을 설정하고 있으며, 고강도 콘크리트는 42MPa 이상으로 사용압축강도의 상한선을 두고 있지 않다. 보통중량 콘크리트로서 압축강도 105MPa 이상을 초고강도 콘크리트로 구분하고 있다. 한국의 경우 고강도 콘크리트에 대해서 건축구조물의 경우 극한강도 구조설계법에서 1994년에 개정판을 통해 상한선을 삭제했다. 구조용 콘크리트의 강도는 18MPa 이상으로 채택이 되면서 고강도 콘크리트의 이용이 활발해지게 되었다. 또한 건축공사 표준시방서에 따르면, 1986년에는 고강도 콘크리트에 대해서 27~36MPa 이하로 정했지만 1994년에 이를 30MPa 이상으로 개정했다. 그리고 1999년에 개정된 콘크리트 표준시방서 및 2006년에 개정된 KS F 4009에서는 40MPa 이상을 고강도 콘크리트로 정의하고 있다.
1.2. 고강도 콘크리트의 재료적 특성
1.2.1. 내구성
고강도 콘크리트는 동결융해저항성, 내염해성 등이 매우 높게 나타난다. 이는 조직이 치밀해서 외부 환경에 덜 영향을 받기 때문이다. 또한 조기강도 발현이 우수해서 초기동해 피해도 적은 편이다. 고강도 콘크리트는 보통강도 콘크리트에 비해 내구성이 크게 향상되어 도로, 교량, 항만시설 등 외부환경에 노출되는 구조물에 주로 사용된다. 특히 염해나 동결융해 등에 대한 내구성이 높아 해안이나 한랭지역에서 유리하게 적용될 수 있다. 이러한 내구성 향상은 고강도 콘크리트의 고유한 특성인 치밀한 조직 때문으로, 공극률이 낮고 투수성이 감소하여 외부의 화학적, 물리적 작용에 대한 저항성이 크게 향상되기 때문이다.
1.2.2. 수화열
콘크리트의 수화반응을 일으킬 때 발열량은 시멘트 종류, 물-시멘트비, 단면의 크기, 외기온도 등에 영향을 받는다. 고강도 콘크리트는 수화열이 보통강도 콘크리트에 비해서 높게 나타난다. 이는 단위시멘트량이 높기 때문에 수화반응이 빠르게 일어나기 때문이다. 따라서 고강도 콘크리트를 시공할 때는 수화열로 인한 균열이 발생하지 않도록 주의를 기울여야 한다.
시멘트는 물과 혼합되면 시멘트의 여러 성분들이 화학반응을 일으켜 새로운 물질이 생성되고 결국 콘크리트가 응결되면서 동시에 경화한다. 이때 시멘트와 물과의 화학반응을 수화반응이라고 하며, 생성된 새로운 물질을 수화물이라고 한다. 콘크리트에서는 시멘트의 수화반응열에 의해 온도상승이 크게 일어나고 대기온도와 평형을 이루기 위해서 온도하강이 나타난다. 이와 같은 온도상승 및 온도하강은 콘크리트 체적의 팽창과 수축 거동을 유발한다. 이 거동이 내외부 요인에 의해 구속되면 인장응력이 발생한다. 특정 재령에서 발생한 인장응력이 그 재령에서 콘크리트 인장강도보다 클 경우 균열이 발생하게 된다.
표면과 내부 사이에 온도차가 생기면 상대적으로 열팽창이 적게 나타나는 표면에는 인장력이 생긴다. 그리고 열팽창이 많이 일어나는 내부에서는 압축력이 작용한다. 표면부에 발생한 인장응력이 콘크리트의 인장강도 이상이 될 때 균열이 일어난다. 보통 온도가 상승하는 초기재령에서 나타난다. 표면부에서부터 발생하기 때문에 구조적으로 심각한 문제를 야기하지 않는다. 암반이나 재령이 오래된 콘크리트와 같이 단단한 물체에 새로 콘크리트를 타설할 경우 외부구속 균열이 발생한다. 새로 타설한 콘크리트의 온도가 상승한 후 냉각되면서 발생하는 수축이 저면에 구속되어 인장응력이 발생한다. 이는 경계면에서 내부로 향한다. 이는 보통 중심부를 관통하여 발생하는 경우가 대부분이기 때문에 구조적 성능에 심각한 문제를 야기한다.
따라서 고강도 콘크리트는 수화열이 보통강도 콘크리트에 비해 높게 나타나므로, 고강도 콘크리트 시공 시 수화열로 인한 균열이 발생하지 않도록 주의가 필요하다.
1.2.3. 내화성능
고강도 콘크리트의 내화성능은 매우 중요한 특성이다. 고온에 노출되면 콘크리트 내부의 미세구조가 변화하여 심각한 문제를 야기할 수 있기 때문이다.
고강도 콘크리트는 내부 조직이 치밀하기 때문에 내부에서 발생되는 수증기를 밖으로 배출시키지 못하고 내부에 축적된다. 이때 콘크리트 내부에 수증기압으로 인한 인장응력이 발생되고 이로 인하여 콘크리트 구조체의 부재표면에 심한 폭음과 함께 박리, 탈락하는 폭렬 현상이 발생하게 된다. 이러한 폭렬현상은 피복 콘크리트의 결손으로 구조체 내부까지 고온이 전달되게 하며, 철근이 노출되어 고온을 받는 철근의 강도저하로 구조부재가 치명적인 내력저하를 초래해 결국 붕괴를 일으킬 수 있는 원인이 된다.
따라서 고강도 콘크리트의 내화성능 확보를 위해서는 이러한 폭렬현상을 방지할 수 있는 기술적 대책이 필요하다. 현재 고강도 콘크리트 부재의 내화성능 향상을 위해 화재 시 콘크리트 내부에서 발생되는 수증기압을 효과적으로 배출시킬 수 있는 폴리프로필렌 섬유보강, 강섬유 보강, 팽창재 혼입 등의 다양한 방법들이 연구되고 있다. 이를 통해 고강도 콘크리트 구조물의 화재안전성을 확보할 수 있을 것으로 기대된다.
1.3. 고강도 콘크리트의 물성
1.3.1. 균열 및 파괴 특성
콘크리트 내부의 균열 및 파괴 특성은 고강도 콘크리트의 중요한 물성 중 하나이다. 콘크리트는 내부의 균열 형성에 따라 큰 영향을 받는데, 외력을 받기 전에도 시멘트 페이스트의 체적 변화로 인해 골재와 모르타르 사이에 응력이 발생한다. 이 응력은 하중이 증가하면서 같이 증가하기 때문에 콘크리트의 파괴에 기여한다.
고강도 콘크리트의 경우 이러한 응력이 ...
참고 자료
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