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구조 시스템의 역사

Chapter 1 Introduction1.1 The Scope of This Book? 구조적 시스템은 수학상의 계산 없이도 설명될 수 있다.? 건물이 지지하는 하중? 구조에 사용되는 재료와 그 특성? 스팬, 높이의 구조 부재 해결과 구조 조립에 의해 제기되는 문제? 구조와 환경설계의 상호작용1.2 An Historical Note? 19세기 이전 경험과 실험을 근거로 구조부재 크기 결정ex) 보의 깊이는 최소 스팬의 1/10? 이론은 굉장한 높이와 장스팬의 건물을 위한 구조 크기에 필요ex) 19세기 중반 이전 로마 판테온(그림 1.2.1), 이집트 피라미드(그림 1.2.2), 오래전에 붕괴된 중세의 첨탑건물에서 가장 긴 스팬은 207m고, 높이가 가장 높은 건물은 442m이다.(그림 2.3.6)? 구조이론에 따라 계획된 건물의 재료 절약과 비용절감? 로마제국의 콘크리트 돔, 중세?르네상스시대의 자연석?벽돌 돔? 과거 2000년 전 조적식 구조와 콘크리트 구조 비교(표1.1)? 달걀과 콘크리트 돔의 비교- 달걀의 형태는 돔과 비슷하고 약한 콘크리트와 비슷한 작용을 하는 석회로 이루어진다.- 생각보다 매우 단단하며 힘을 골고루 분산하여 가한다면 50~80kg을 지지할 수 있다.(그림 1.2.3)- 직경(스팬)/두께 비 = 약 100- 표1.1의 과거 경험에 근거를 둔 돔은 달걀과 비교하여 두께가 두껍다.- 현대 콘크리트는 정밀한 이론으로 개선되어 쉘의 두께가 얇아졌다.표 1.1 콘크리트와 조적식 돔에 사용된 재료 감소크기완성년도(A.D.)돔 이름과 구조스팬(m)두께(m)스팬/두께 비123판테온, 로마콘크리트 돔외피는 벽돌444111434싼타 마리아 델 피오레, 피렌체벽돌, 석재 이중 돔422211710세인트 폴 성당, 런던벽돌 돔벽돌 콘으로 올려졌다330.9361927플라네타리움, 독일막 이론으로 설계된 철근콘크리트 돔250.0604201953Schwarzwaldhalle ,독일프리스트레스 콘크리트 안장형태의 쉘730.05812501958CNIT 전시장, 파리이중 철근콘크리트 쉘2060.1201700? 과거와 현대에 큰 공사를 위해 위임된 사람의 임금 비교- 19세기 이후 특히 2차 세계대전 이후 크게 감소- 임금 상승에 따라 건물과 구조물 비용의 상승- 19세기 동안 고딕 건축가에 의해서 건축방법이 되살아났으나 오늘날 비용은 아주 비싸졌고 큰 건물 계획에서 구조이론 사용은 경제적인 이유로 필수가 되었다.1.3 Why Do We Need Safety Factors?? 건축법규는 수천년 동안 이용되었으나 대부분 원시적이었다.? 가장 오래된 법은 루브르박물관 석재기둥에 쓰여져있다.(그림 1.3.1)? 고대의 대부분의 구조물은 굉장히 많은 양의 재료가 사용됨? 중세 유럽에서는 큰 지붕구조물의 붕괴가 잦았으며 고딕 석재기둥과 플라잉버트레스로 가늘게 지어졌다.? 현대의 구조설계법규는 재료의 효율적 사용과 실패 방지를 목적으로한다.- 재료의 작은 결점, 배치의 부정확성 그리고 불가피한 결점을 감안하여 안전의 한계를 기술- 구조적 부재는 건물의 존속기간동안 지탱되도록 설계되어지고 이 요건은 더 높은 안전성의 한계를 필요로 하게 되었다.- 현재 건축법규는 재료와 건설공법에 따라서 150%~50%이상으로 구조적 안전 요소를 갖는다.? 구조 역학은 함무라비 신전의 안전과 고딕 대성당의 대담한 경향을 결합을 가능하게 하였다.1.4 The Influence of Structure on the Design of Building? 구조는 중간 스팬과 높이의 건물에 고려되며 장스팬과 높이가 매우 높은 건물 설계에 큰 영향을 준다.(그림 1.4.1)? 100년전 높이와 스팬은 기술적 고려사항으로 한계가 있었다.---? 지금은 300층 높이 또는 2만 5천명을 동원할 수 있는 무지주 관람석은 실제로 불가능하지 않으나 많은 문제점을 줄 것이고 비용이 많이 들 것이다. 그러나 이런 문제는 그 건물이 어떤 유용한 목적을 충족시킬지 질문되어야 한다.? 현재의 구조의 크기는 주로 운송 문제로 제한된다.- 높은 건물 또는 큰 관중석은 많은 사람을 유인한다.- 동시에 이동하는 많은 사람, 자동차의 주차공간

공학/기술| 2006.12.14| 7페이지| 1,000원| 조회(271)

역사, 구조, 구조시스템

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곡면구조와 장스팬건물

10.1 The Simple Theory of Vaults and Domes▪ 돔, 볼트 : 상인방, 트러스, 아치가 연결된 거대한 고전적 구조▪ 연속 지지된 볼트→반원 볼트는 모멘트에 자유로운 현수선 볼트보다 건설이 쉬우나 휨이 나타난다.볼트는 (a)수평반력과 수직반력을 갖는다. 수직반력은 쉽게 내력벽으로 저항된다. 전통적인 조적식 건축에서 수평반력은 (b)버트레스로 저항한다. 현대 건축에서는 기둥사이 타이로 반력을 흡수하는 원통형 지붕을 간단히 건설한다. ▪ 반구형 돔에서 내부의 힘 : 서로 직각인 두 개의 힘으로 분할 - 자오선을 따르는 힘 : 수직하중 아래 압축 - 후프 힘 : 수직하중 아래 꼭대기 가까이에서 압축, 돔 아래쪽 가까이에서 인장 →반구형 돔에서 수직하중을 전하는 자오선 힘은 압축력이다. 후프 힘은 돔의 꼭대기에 가까운 위치에서는 압축이고 낮은 위치에서는 인장이다. 압축과 인장의 변화는 꼭대기에서 각도 51°50´에서 생긴다.▪ 돔 이론은 3차원의 평형식 이용 → 10.3장에서 연구→반원형 돔에서 힘자오선 힘 : 후프 힘 : 돔에서 전단력은 0이다.w=돔 면적에 작용하는 수직하중R=곡률 반경■=꼭대기와 돔 하부의 경계 각10.2 Problems in the Construction of Masonry and Dome▪ 볼트 지붕의 가장 큰 문제점 : 수평반력에 대한 저항▪ 첨두 아치 : 모멘트 감소, 스팬과 높이비가 다양(반원 1:2)▪ 이슬람 건축 : 철,작은 스팬, 나무막대로 수평반력에 저항→볼트구조에는 수평반력이 생긴다. 이것은 타이(a) 또는 버트레스(b)로 저항할 수 있다.→수평반력에 저항하기 위한 Tie rod▪ 로마, 로마네스크 건축 : 두꺼운 벽으로 버트레스로 작용▪ 고딕 시대 : 버트레스로 지면에 반력 전달, 북유럽 대성당의 특징

공학/기술| 2006.12.14| 30페이지| 1,500원| 조회(1,540)

쉘, 돔, 볼트, 장스팬, 곡면구조

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강섬유 콘크리트

Chapter 5 Steel-Fiber Concrete : Properties in the Fresh state and Mix Design for Workability5.1 GENERAL기술자가 개개의 제조품 또는 적용에 따른 강섬유의 장점 평가를 받기 바람으로 강섬유 콘크리트가 발전된다. 이것은 현재와 새로운 제조품 비교로 평가되고 기존의 것에 섬유 혼합으로 대단히 매력적이다. 만일 최대 크기 10mm보다 큰 집단의 표준 비율을 갖는 혼합이라면 섬유의 적당한 양이 추가되었을 때 혼합과 압축에 문제가 생긴다. 그리고 섬유 콘크리트 제조에 많은 어려움이 생길 것이다. 이런 실제적인 경험은 혼합설계의 발전을 이끈다.5.2 ASSESSMENT OF WORKABILITY일반 콘크리트의 워커빌리티 평가를 위한 테스트는 보통 3가지다. 슬럼프, 조밀도(규정된 표준치수와 형상의 표준 시험조건으로 채워 넣은 콘크리트 중량을 같은 용기 속에 완전히 다져진 콘크리트 중량으로 나눈 비), V-B 테스트는 섬유 콘크리트 워커빌리티 평가로 사용된다.5.2.1 Slump test보통 콘크리트의 슬럼프 값보다 100mm이상의 슬럼프를 갖는 섬유 콘크리트 혼합을 위한 테스트이다. 이것은 P.F.A.(pulverized fuel ash)와 AE제 또는 가소제와 혼합한 경우 미국 양식 혼합에 적용할 수 있다.5.2.2 Compacting factor조밀도 테스트는 추가된 섬유가 호퍼를 통해 자유로운 낙하를 방해하여 성공이 제한되고 섬유 보강 모르타르를 위해 시도된다.5.2.3 V-B consistometerV-B 테스트는 슬럼프 콘에 콘크리트에 진동을 주어 다지는 것으로 실제에서 콘크리트가 꽉 채워지는 것을 보여주기 때문에 섬유 콘크리트 혼합 강성을 위해 적용하는 가장 좋은 테스트이다.그러나 적용을 위한 워커빌리티의 가장 믿을 수 있는 평가는 작업에 사용할 압축 장치를 시험 실행하는 것이다.5.3 EFFECT OF FIBER AND AGGREGATE PARAMETERS ON WORKABILI계획된 섬유 크기와 부피는 낮은 섬유 부피와 낮은 l/d 비를 필요로 하는 적당한 압축 특성을 위한 혼합 설계에 대비하여 주의 깊게 균형을 유지해야 한다는 것을 보여준다.→ 그림 5.3 다른 최대 골재 크기와 함께 섬유 콘크리트와 압축시간의 비교5.4 MIX DESIGN FOR WORKABILITY5.4.1 Proportions of basic concrete mix영국의 실무에서는 워커빌리티 향상에 부가적인 사용을 피하는 경향이 있고 일반적으로 10mm의 최대 쇄석 크기와 높은 모래 용적에 의지한다. 표 5.1에는 전통적인 혼합( 혼합 1에서 6 )과 혼합물이 감소한 물과 P.F.A.를 포함한 혼합( 혼합 7 )이 보인다.다른 한편으로 미국과 캐나다의 실무에서는 미립자 용적 증가로 P.F.A.와 AE제 그리고 50% 또는 이상의 모래 용적 추가로 혼합 감소한 물을 사용한다. 미국의 전통적인 혼합은 표 5.1에서 혼합 8에서 11에 있고 150mm의 슬럼프는 합리적인 섬유 부피에서 혼합하여 이룰 수 있다.가소제의 도입은 높은 섬유의 부피가 이들 재료의 사용으로 주어진 혼합에서 포함될 수 있든 아니든 결정대로 시도한다. 이것은 비록 압축이 주어진 섬유 부피를 위해 더 용이하거나 그 대신에 더 부가된 섬유는 실제적인 압축시간을 포함할 수 있다 하더라도 발견된다. 이것은 시멘트 페이스트는 가소제의 추가로 더 유동성 있게 되고 그들의 시작형태에서 섬유다발이 풀려 나오는 경향이 있기 때문이다. 따라서 섬유의 분리 또는 덩어리지는 것은 같은 섬유 부피에 대하여 일어난다.그러므로 가소제는 주로 혼합의 표준 타입 중 하나의 워커빌리티 증가를 돕거나 또는 그 밖의 경화 상태에서 적당한 내구력과 강도를 얻기 위하여 높은 워커빌리티 혼합의 물/시멘트 비를 줄임으로 고려된다.어떤 기본 혼합 설계라도 시험 혼합은 강도 특성과 워커빌리티 결정에서 필수적이다.→ 표 5.1 전형적인 모르타르와 섬유가 포함된 혼합 콘크리트 ( 시멘트의 무게 = 1.0 )5.4.2 Fiber quantityate6.1 TYPES OF STEEL FIBERS6.1.1 Fiber shape섬유 사이에 접착 강도와 경화된 콘그리트의 특성 결정하는 대부분의 요소 중 하나인 콘크리트는 3장과 4장에서 보았다. 강섬유의 제조는 그림 6.1에서 보이는 다른 배열로 유도되고 방법의 다양성에서 기계적인 접착 개선으로 시도되었다.원형 단면의 와이어는 상대적으로 비싼 기술로 제조되나 값싼 섬유 제조 기술이 개발 되었다. 사각형 단면의 가늘고 긴 시트를 이용한 섬유 제조 방법은 금속 시트 작은 조각의 공급이 쉬울 때 싼 값에 제조 할 수 있다. 그리고 다른 경제적인 기술은 용해된 금속을 급회전으로 다중 날이 있는 납작한 원형 표면에서 뽑아내는 용해된 철로부터 바로 제조된 섬유 ‘ 용해 추출물 ’ 과정이다. 이 과정에서 섬유는 그림 6.1에서 보이는 섬유 형상으로 주어진 원반 모양으로 자유롭게 기계적으로 꼬인다. 그리고 값 싼 크롬강과 스테인레스 강 섬유는 탄소강 섬유의 첨가된 작은 조각의 재료로부터 제조될 수 있다.그림 6.1에서 보이는 와이어의 종류는 보통의 둥근 와이어와 비교하여 접착에서 이익이 제조업자로 인해 요구된다. 그러나 그것은 기계적인 변형의 불편이 있을 수 있다. 예를 들면, Duoform 와이어의 톱니 모양 만드는 과정은 와이어를 약하게 만들 수 있고 직경이 작은 와이어는 특히 더 부서지기 쉽게 될 수 있다. 또한, 사인곡선 형태로 결합된 강성 섬유는 섬유를 뽑은 대로 콘크리트에 방사상 인장 응력을 가하기 때문에 주형의 국부의 파열의 원일일 수 있다. 용해 과정으로부터 제조된 섬유의 울퉁불퉁한 형상은 상대적으로 아직 경험이 없다. 그러나 가늘고 긴 섬유가 의지되는 휘는 강도는 실패 전에 생기기 때문에 만일 접착이 뽑을 때 다소 섬유 실패 원인이 충분히 좋아진다면 문제는 이유가 되지 않을 것이다.→ 그림 6.1 강 섬유의 형상 (a)둥근형 (b)사각형 (c)톱니모양 (d)물결모양 (e)끝에 갈고리모양 (f)용해물 추출과정 (g)끝을 크게한 모양기계적으로 변형시킨 와이어STEEL-FIBER CONCRETE6.3.1 Influence of fiber orientation강섬유 콘크리트의 특성이 인용될 때 고려된 중요한 요소는 적용된 응력의 방향에서 상대적인 섬유 위치의 방향이다. 섬유의 위치가 3차원 혼합기에서 임의로 정해진다 하더라도 이것은 진동 후, 압축이 완전히 된 후 그리고 경화된 콘크리트가 한 방향에서 더 높은 50%에서 강도와 함께 이방성 거동을 나타낸 다음에도 드문 경우이다.섬유 정렬은 방법의 변화에서 의도적 이거나 우연하게 된다. 테이블 또는 면 진동에서 섬유는 중력 또는 진동의 방향으로 직각으로 평면 정렬하는 경향이 있다. 따라서 수평 주조가 보 또는 슬래브를 위해서 더 낫다.내부 진동은 테이블 진동보다 섬유 정렬이 더 적은 양의 원인이다. 그리고 100mm x 100mm x 500mm 보의 휨 강도에 두 개의 압축 기술의 영향은 그림 6.3에 보이는 Stavrides와 Swamy의 결과 측정되었다.구성요소의 두께는 섬유 정렬에서 요소 영향은 섬유 효율 개선으로 사용할 수 있다. 예를 들면, 50mm 섬유가 포함된 100mm보다 적은 단면은 3차원 정렬보다 적게 2차원으로 되는 경향이 섬유에서는 불가피한 결과일 것이다.또한, 강섬유는 기계적으로 외줄로 또는 적절한 방향에서 적용된 합성 응력의 강도에 많은 증가와 함께 자석으로 정렬될 것이다.강섬유 콘크리트를 위한 조사에서 인용된 강도는 테스트 견본 크기와 형상 그리고 압축 순서에 좌우된다.구성요소 제조에서 이방성 특성은 섬유가 가장 유리한 방향에서 정렬되기 위해 정렬시키는 압축 순서의 사용으로 놓을 수 있다. 반면에, 만일 섬유 정렬에 진동의 효과가 완전히 올바로 이해되지 않으면 강섬유로 보강된 콘크리트 제조 강도는 연구소 테스트에 사용된 다른 압축 과정 테스트에 기초하여 예상하는 것 보다 매우 낮을 수 있다.→ 그림 6.2 섬유 정렬에 테이블 진동의 영향그림 6.3 휨 강도에 진동 종류와 성형 방법의 영향 →직선 : 외부진동, 점선 : 내부진동6.3.2 Uni실습과 실험 노력 과정 이 필요하다.6.3.4 Torsional strength비틀림이 실험 될 때 보통의 콘크리트는 축에서 약 45도에 대각 인장으로 파괴된다. 탄성이 있든 없든 대각 인장 강도의 산출된 크기는 semi-plastic 또는 plastic 이론은 산출을 위해 사용된다. Edgindton은 부피에 최대 4½% 섬유 밀집과 함께 긴 100mm x 100mm x 500mm 프리즘 사각 다면을 사용한 섬유 보강 모르타르의 비틀림 강도로 조사를 자세히 실행 하였다. 대각 인장 강도는 볼륨의 2%에서, 50%보다 적게 일반적으로 억제 이상 증가와 함께 인장 강도에 비슷한 plastic 해석으로 산출된다. 그러나 최대 비틀림 모멘트의 높은 비율은 균열이 생긴 후에 큰 회전에서 유지할 수 있다.6.3.5 Fatigue strength휨에서 섬유 콘크리트의 피로의 확실한 데이터는 드물고 다음에 특성은 2%와 3%의 부피 밀집에서 사용된 70에서 90 사이 길이/직경 비의 와이어에서 하나의 원인으로부터다. 피로 주기에서 적용된 최대 응력은 불명확한 피로 상태에서 ‘ 첫 번째 균열 응력 ’의 비율로 표현된다. 그러나 실험은 섬유 콘크리트가 같은 피로 탄성을 위한 약 50%로 섬유 응력 감소의 부피에 2%에 반해서 3%의 섬유 부피를 위한 첫 번째 균열 응력의 약 75%에서 2 x 106 주기로 저항 할 것이란 걸 보여준다.섬유 콘크리트에서 압축 피로는 섬유 없는 콘크리트와 섬유 콘크리트의 단축 압축 피로강도에서 명백하게 다르지 않다.6.3.6 Compressive strength원통과 프리즘의 압축강도는 모르타르와 콘크리트를 위해 측정된다.6.3.7 Strength in refractory applications비록 기본 재료 데이터가 다소 제한된다 하더라도 스테인리스 강 섬유로 보강된 내화성 콘크리트는 최대온도 1500도에서 내화물질 적용의 다양성을 효과적으로 증명했다. 요구된 특성은 큰 균열 형성, 깨짐과 마모, 순간적이 하중, 증가된 휨 강도에 저항이다.재료보인다.

공학/기술| 2006.12.14| 20페이지| 1,000원| 조회(716)

콘크리트, 워커빌리티, 강섬유, 섬유와 골재, 혼합설계

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[건축구조]건물에 작용하는 하중

건축물에 작용되는 하중하중의 종류 및 표시방법고정하중 – Dead Load 적재하중 – Live Load 적설하중 – Snow Load 풍하중 – Wind Load 지진하중 – Earthquake Load 지하수압·토압 – Hydraulic Load 온도하중 – Thermal Load 유체압 – Fluid Load 기타하중고정하중 (D) 적재하중 (L) 적설하중 (S) 풍하중 (W) 지진하중 (E) 지하수압·토압 (H) 온도하중 (T) 유체압 (F) 기타하중하중의 특징구조물 자체의 무게와 구조물에 항구적으로 작용하는 하중의 합으로 정의되며, 시간의 흐름에 따라 면하지 않는 특성을 갖는다. 다시 말하면, 고정하중은 구조체를 형성하게 되는 골조는 물론이고, 모든 마감재 및 칸막이 그리고 조적벽체와 고정기계 설비시설 및 기타 설비시스템의 무게를 포함하므로 하중의 성격상 장기하중으로 취급되며, 정적인 연직 하향 하중이고 불변하중인 것이다. 구조물의 설계를 위해서는 구조물이 설계되어지기 전까지는 확정되어 있지 않은 고정하중을 미리 알아야만 하는데, 구조부재의 치수는 본래 거기에 작용하는 여러 하중에 의해 결정된다.고정하중 (D) 적재하중 (L) 적설하중 (S) 풍하중 (W) 지진하중 (E) 지하수압·토압 (H) 온도하중 (T) 유체압 (F) 기타하중하중의 특징넓은 의미에서는 고정하중 이외의 모든 하중을 적재하중으로 볼 수 있겠으나 이 범주에 드는 적재하중을 살펴보면 눈, 바람, 사람, 물건 등 하중의 작용시간, 성격 등에 큰 차이가 나므로 일반적으로 설계하중을 취급시에는 구조물내부에 실리게 되는 점유물의 무게로서 정의되며 고정하중과는 달리 가변성이 크며, 시간과 위치에 따라서 변화하는 특성을 갖는다. 변동성을 갖고 있기 때문에 구조물의 용도별로 과거의 경험과 현장조사 및 연구를 통해서 안전률을 고려한 등분포하중으로 규정되어있다. 이러한 등분포하중은 변동성을 갖는 실제 점유하중의 상태를 나타내고 있는데, 구조물이 받게되는 실제하중에 근접하면서도 신중하게 안전률을 고려하여 설정된 것이다.고정하중 (D) 적재하중 (L) 적설하중 (S) 풍하중 (W) 지진하중 (E) 지하수압·토압 (H) 온도하중 (T) 유체압 (F) 기타하중하중의 특징지진하중 및 풍하중과 더불어 구조물이 위치할 지역의 자연환경에 영향을 받는 하중으로서 구조물에 쌓이게 되는 눈의 수직 최심적설량과 구조물의 형상 및 적설의 단위 중량의 곱의 형태로 표현되는 하중으로 정의된다. 일반적으로 적재하중이 주로 건물의 용도에 따라서 변화하듯이 적설하중은 주로 구조물이 위치한 지역, 지형 등으로 설계에 사용될 적설하중의 평가는 달라지게 되므로 건축예정지역의 적설관련자료를 추측할 필요가 있다. 적설하중은 지진처럼 돌발적이면서 급격하게 가해지는 하중과는 달리 서서히 변동하면서 재하되는 특성을 갖으며, 그 재하상태도 일정하지는 않다.고정하중 (D) 적재하중 (L) 적설하중 (S) 풍하중 (W) 지진하중 (E) 지하수압·토압 (H) 온도하중 (T) 유체압 (F) 기타하중하중의 특징건축물에 대한 최대풍속은 원칙적으로 그 지방의 풍속에 관한 과거의 기록에 기초하여 통계적으로 구해야 하지만, 정확한 풍속은 지리적인 위치와 고도에 따라 달라지므로 일반적으로 설계규정에 주어진 풍속대 지도로부터 구한다. 이러한 풍속도는 각 지역 기상대의 풍속기록에 근거를 두고 통계적으로 유도한 통상 50년 재현기간의 지상 특정 고도에서의 최대풍속을 나타내고 있다. 풍속은 고도에 따라 증가하므로 지상고도는 매우 중요하며 구조물이 높으면 높을수록 더 큰 풍하중이 작용하게 된다. 구조물에 미치는 풍하중의 영향은 바람의 속도와 방향, 공기의 밀도, 구조물의 형상 및 강성, 그리고 평면의 형태 등에 따라 변화된다.고정하중 (D) 적재하중 (L) 적설하중 (S) 풍하중 (W) 지진하중 (E) 지하수압·토압 (H) 온도하중 (T) 유체압 (F) 기타하중하중의 특징고정하중 (D) 적재하중 (L) 적설하중 (S) 풍하중 (W) 지진하중 (E) 지하수압·토압 (H) 온도하중 (T) 유체압 (F) 기타하중하중의 특징구조물에 미치는 지진의 영향은 지반가속도의 특성과 구조물의 형식, 중량 및 강성에 따라 죄우된다. 수평가속도로 인하여 건축물을 지지하는 수직부재에 발생된 전단력은 건축물에 횡방향의 상대운동을 발생시킨다. 지진 발생시에 지각은 수평방향과 연직방향으로 진동하나 내진설계에서 건축물이 정지상태의 수직하중으로 설계되어 있으므로 연직운동 성분을 일반적인 건물에서는 무시할 수 있다. 그러나 단층의 표면이 파괴된 부근에 세워진 건물에서는 연직운동이 상대적으로 크고 그 충격이 심각할 수 있으므로 특별한 고려가 이루어져야만 한다. 또한 장스팬 구조물과 같이 연직운동에 의해 진동이 증폭되는 구조물에서는 이에 대한 검토가 필수적이다.고정하중 (D) 적재하중 (L) 적설하중 (S) 풍하중 (W) 지진하중 (E) 지하수압·토압 (H) 온도하중 (T) 유체압 (F) 기타하중하중의 특징고정하중 (D) 적재하중 (L) 적설하중 (S) 풍하중 (W) 지진하중 (E) 지하수압·토압 (H) 온도하중 (T) 유체압 (F) 기타하중하중의 특징1) 구조체 또는 벽체에 작용하는 토압수동토압주동토압주동토압수동토압정지토압고정하중 (D) 적재하중 (L) 적설하중 (S) 풍하중 (W) 지진하중 (E) 지하수압·토압 (H) 온도하중 (T) 유체압 (F) 기타하중하중의 특징2) 지하벽의 토압 및 수압 상수면이 벽 높이의 중간에 위치할 경우 벽면에 작용하는 압력은 상수면 위의 흙의 중량에 의한 토압, 상수면 위의 흙의 수중중량에 의한 토압, 상수면 밑의 수압력의 합으로 나타낼 수 있다. 3) 바닥에 작용하는 수압 수압과 직접 면하는 바닥은 수압에 의해 구조체가 떠오를 수 있으므로 구조물의 전체적인 전도, 떠오름에 대한 영향을 상부의 고정하중과 비교하여 안정성을 확보하거나 전도, 떠오름에 대한 별도의 조치를 강구해야 한다. 상부 구조체 하중의 위치에 따른 편심이 발생할 경우 이를 고려하여 설계해야 한다. 또한, 바닥의 설계는 전체적인 수압에 충분히 견딜수 있도록 해야한다.고정하중 (D) 적재하중 (L) 적설하중 (S) 풍하중 (W) 지진하중 (E) 지하수압·토압 (H) 온도하중 (T) 유체압 (F) 기타하중하중의 특징구조물은 온도변화에 따라 신축한다. 구조물이 구속되어 있지 않으면 단순히 신축만 일어난다. 그러나 현실적으로는 어떤 형태로든지 구속이 되어 있으므로 이에따른 응력이 발생한다. 이와 같이 온도 변화에 따라 생기는 온도응력은 고정하중, 적재하중, 풍하중 및 지진하중과 같은 외력에 의한 응력과는 다른 자기변형 응력이므로 건축물 설계시 이 영향을 무시할 수 없다. 온도차가 큰 지역의 건축물, 온도변화에 의한 부재의 신축량이 큰 구조물, 대공간 건축물 등을 설계할 때 온도 변화의 기본값에 근거한 온도 하중을 설정하고 사용재료의 특성을 적절히 평가하여 온도응력 해석을 해야한다.고정하중 (D) 적재하중 (L) 적설하중 (S) 풍하중 (W) 지진하중 (E) 지하수압·토압 (H) 온도하중 (T) 유체압 (F) 기타하중하중의 특징지상에 있는 용기로서 수조, 기름탱크 등 이와 유사한 유체압이 작용하는 구조에 관한 사항을 말한다. 용기의 설계시 벽체에 작용하는 수평압과 바닥에 작용하는 수직압을 고려한다. 또한 액체표면에 공기압등의 압력이 작용할 경우 이 압력에 의한 수평력과 수직력을 추가로 고려한다.고정하중 (D) 적재하중 (L) 적설하중 (S) 풍하중 (W) 지진하중 (E) 지하수압·토압 (H) 온도하중 (T) 유체압 (F) 기타하중하중의 특징건물에 작용하는 하중으로 설계시 고려해야 할 하중으로는 앞의 하중을 제외하고도 운반설비 하중, 크레인 하중, 차량의 이동하중, 부동침하에 의해 발생하는 응력, 크리이프 및 구조물 시공과정의 시공하중 등이 있다. Ex) 크레인 설계시 하중은 적재화물이 가장 불리한 위치에 있을 때를 가정하여 연직 충격력, 제동력, 주행방향에 직각인 수평력이 동시에 작용하는 것으로 한다. 또한 2대 이상의 크레인이 동시 작업할 경우에는 작업상 일어날 수 있는 가장 불리한 하중의 조합을 고려한다.참고자료구조계획 - 대한건축학회 건축물 하중기준 및 해설 - 대한건축학회 건축일반구조학 - 정평란 KBS뉴스 - 2005. 3. 21 http://blog.naver.com/chleem01{nameOfApplication=Show}

공학/기술| 2005.10.06| 16페이지| 1,000원| 조회(2,541)

구조, 하중, 건물하중

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[건축] 유니테다비다시옹의 환경적 분석 평가A좋아요

{Unite D'habitation(1947-1952)- Le Corbusier{마르세유에 집합주택 위니테가 건축된 것은 근대건축의 진행과정과 20세기 주거환경의 형성에 있어서 매우 중요한 의미를 갖는 것이다. 위니테는 미스(Mies van der Rohe)의 철 유리건축과 함께 근대건축의 형식과 이념을 대변하는 20세기 건축의 가장 중요한 산물로서 인식되고 있다. 위니테는 근대건축의 지도자들이 주요 목표로 설정하였던 '이상적 공동사회로서의 집합주택'이 하나의 구체적 모델로서 제시된 것이었고, 합리적이면서 보편타당한 가치를 가지는 '살기 위한 기계'로서의 주거환경이 실제로 구현된 것이었다. 위니테는 운동과 여가생활을 중시하는 20세기형 인간의 개인생활을 수용하고, 그들의 사회적 교류를 가능하게 하는 동시에, 근대화된 공동 서비스까지를 제공하는 복합적 기능을 가지는 집합주거로서 제시된 것이었다. 또한 위니테는 현대사회가 요구하는 건설과 유지 관리에의 경제성과 효용성, 그리고 고밀도의 환경을 유지하면서도 넓은 외부공간을 가지는 새로운 도시주택의 모델이었다.이렇게 본다면 위니테는 르 코르뷔지에가 『새로운 건축을 향하여』에서 주장하였던 '기계'로서의 주거개념과 근대화된 공동체의 이념이 복합적으로 반영된 최초의 산물이라고 할 수 있다.더욱 중요하게는, 위니테가 2,30년대에 건축가 자신이 계획한 '300만인을 위한 도시'와'빛나는 도시' 등에서 제시하였던 집합주택의 모델들과 많은 특징을 공유하고 있다는 것이다. 2,30년대에 르 코르뷔지에가 제시한 집합주택은 두 가지 유형이었다. 하나는 선형주택( redent: set-backs)으로서 요철형(凹凸形)의 굴곡을 가지는 거대한 집합주택이었으며, 다른 하나는 중정을 둘러싸는 블록형 집합주택(immeubles villas)이었다. 위니테는 이 집합주택들과 여러가지 측면에서 유사한 점이 많은데, 다만 외부공간을 둘러싸는 위요형 배치방식에서 일자형의 배치방식으로 전환되고 동시에 필로티에 의해서 주택이 대지와 유리되었다는 것이 특유함으로써 충족될 수 있었고, 심신의 안락함은 적절한 채광, 통풍, 그리고 방음 등으로 달성될 수 있었다. 이러한 인간을 담는 집합주택에서 역시 가장 커다란 중요성은 단위주택에 부여되었다. 그의 집합주택에 적용된 단위주택에는 독립주택의 공간요소가 모두 반영되어서, 취사 운동 취미 독서를 위한 공간이 모두 마련되었다. 따라서 그의 집합주택 개념은 당시 사회주의자들이 가졌던 개념 즉 모든 시설을 공유하는 공동주택이 아니라, 가족생활의 독립성이 보장되고 동시에 외부에는 충분한 위락시설이 있는 집합주택이었다. 이것은 당시 급진적 사회주의자들에게는 소극적인 주거개념으로 비추어졌으며, 따라서 상당한 비판의 대상이 되었다. 그러나 개인공간을 집합화한 도시주택의 개념은 르 코르뷔지에 뿐만 아니라 근대건축을 주도한 건축가들이 공통적으로 가졌던 개념이었다. 개인의 공간이 강조된 집합주택은 도시주택의 기본형으로 정착되어서 20세기 집합주택의 특징으로 지속되고 있다. 여기에 위니테도 예외가 될 수 없었다.구조1) 필로티{철근 콘크리트나 철골 구조의 발달로 구조체로서의 벽이 유지하고 있었던 기능적 필연성을 제거하고 콘크리트와 철골기둥으로 구조체를 대신 할 수 있게 했다. 이 같은 발달은 새로운 기술을 사용하여 지면을 완전히 해방할 수 있다는 생각으로 이끌어 주었고 이 같은 생각은 꼬르뷔제의 경우 상당히 일찍부터 나타내고 있었다. 1920년 이전에 이미 꼬르뷔제는 지면으로부터 4-5m 위에 조립한 격자 위에 얹은 도시계획을 구상하고 있었으며 이후의 도시계획에서 선언한 "지면에서의 해방"은 그 구성의 결론이다. 시트로앙 주택계획 에서는 가구의 다리와 같은 필로티가 "거주하는 상자"를 지탱하고 있는데 이러한 건축은 지구 위의 어디서나 응용될 수 있다는 점에서 "호상도시"로까지 확대 될 수도 있었다.1929년에 이르자 꼬르뷔제는 이같은 구상을 더욱 구체적으로 전개하여 모든 지면은 사람들의 활동과 식물은 할애되어야 하며 일과 거주를 위한 공간은 지면 위에 자리잡으면 된다고 제안했다.{2) 자 알지에의 오뷰계획에서 두드러지게 나타나게 되고 바이센호프주택에서 꼬르뷔제는 가동식 칸막이를 도입해서 야간에는 거실을 3개의 작은 침실로 바꿀 수 있게 처리했는데, 이 작품에서 나타난 자유로운 평면의 개념은 단지 주거공간에 참다운 가동성을 확보한다는 방법에 그치지 않고 그의 공간적이고 조형적인 의지를 관철시키는 방법이 된다는 점이 주목할 만하다.주택의 공간계획에는 소위 '모듈라(Modulor) 시스템'이 적용되었다. 단위주택의 폭은 약 4.5미터(2 모듈라)였고, 내부로의 길이는 약 15미터로 결정되었다. 이곳에는 350가구용의 단위주택이 마련되었으며, 전체 계획인구는 1,600명이었다. 7-8층에는 다양한 상업시설이 계획되었다. 잘 알려진 대로 복도는 3층마다 설치되었고 중복도 형식을 취하였으며, 길고 좁은 평면을 가지는 단위주택은 복층형의 단면형상을 가졌다. 건축가가 젊은 시절에 방문하였던 에마 수도원이나 2,30년대에 계획하였던 집합주택에서는 2층마다 설치된 편복도가 사용된 반면 유니테에서는 특이하게도 3층마다 설치된 중복도가 채용되었다. 이러한 유니테의 복도체계는 러시아 구성주의 건축가인 긴스버그(M. Ginzburg)의 작품에서 영향받은 것이라고 유추하는 사람이 많다. 르 코르뷔제가 1928년 모스크바를 방문하였을 당시에 그곳에서 건축 중이던 긴스버그의 나르콤핀(Narkomfin) 아파트를 살펴보았고, 따라서 그곳에서 중복도 형식의 복도개념을 취하였을 것이라는 유추이다. 그러나, 같은 시기에 건축가 자신이 계획한 카르타주 주택(Villa Carthage)에서 이미 중복도를 시도하였다는 것을 감안한다면, 르 꼬르뷔제의 새로운 시도는 긴스버그의 작업을 살펴봄으로써 더욱 강화되었다고 보는 것이 좋겠다. 또한 단위주택이 복층형의 공간구성을 취하는 것은 그의 젊은 시절의 주거모델이었던 시트로한(Citrohan) 주택 이후 일관되게 제시되었던 것이다.환경{1)건물의 배치{{건물의 배치는 남북방향을 향해 배치되었으므로 단위주택은 동서방향으로 해를 볼 수 있게 되었적인 이유를 들었다. 그에 의하면 옥상테라스의 장점은 눈이 많은 북유럽 지방의 경우 눈 이 녹아 흐르는 물의 누수의 위험 없이 제기할 수 있다는 점인데 이때 물이 집의 중심을 향해 흐를 수 있지만 이 물은 주택 내부에서 오르는 열이 있기 때문에 동결의 위험은 없게 된다. 여기에 엷은 층의 흙을 덮어둘 경우 옥상테라스는 언제나 적당한 습기가 유지되어 식물이 자랄 수 있기 때문에 주거공간을 추위와 더위로부터 완전히 차단시켜 주는 효과가 있다. 이 같은 옥상 테라스의 초기개념은 이후의 작품인 사보아 주택에 이르러서는 보다 조형적인 세계로 귀결되어 선박의 이미지들을 반영하고 있으며 유럽각지의 유니테 다비타시옹의 옥상이나 샹디갈의 사무동과 회의동 옥상에서와 같이 "빛 아래 집합된 입체의 교묘하고도 장려한 연출"로 승화되어 공간의 새로운 차원을 풍요하게 해주고 있다. 건물의 옥상부를 위락용도로 사용하는 것은 건물의 위치하고 있는 지중해 연안이라는 사실과 너무도 잘 어울리는 것이었다. 이곳에는 트랙 등 운동시설과 수영장, 유아원, 그리고 노천극장 등이 위치하여, 주민들은 지중해가 바라보이는 맑은 공기 속에서 운동하고 뛰놀 수 있게 되었다.3)채광방식{{꼬르뷔제의 채광방식은 크게 4가지 시야에 틀달기, 조도의 조정, 일사의 조정, 상호관입로 분류할 수 있다. 그러나 그가 채광방식을 결정하고 그것을 물리적인 장치로 구체화 시킨 이면에는 본질적으로 공간적인 요구가 있었고, 거기에 대한 탐구가 있었음을 알 수 있었다. 유니테에는 유명한 브리즈·솔레이(brise-soleil)로 나타났으며, 유니테의 계획부터 본격적으로 사용되었다. 이 차양의 목적은 겨울에는 태양광을 받아들이고 여름에는 이를 차단하기 위한 것이었는데, 그와 함께 건축의 입면에 새로운 질서를 부여하는 수단이 되기도 하였다. 물론 채광방식을 결정하는데 어느 한 두 가지의 요소만 고려해서 그 방법을 사용했다고 할 수는 없다. 여러 가지 디자인요소가 서로 위계다툼으로 갈등을 일으키는 경우와, 4가지의 분류방법에 속하지 않은진 복층형이다. 발코니에는 구멍이 뚫린 난간벽이 있어 통풍을 촉진시키며 차양을 위한 거대한 브리즈 솔레이가 있다. 르 꼬르뷔제는 건물 아래부분을 필로티로 개방하여 통풍이 가능하게 하였다. 이 장소는 여름에 시원한 바람이 부는 쾌적한 곳이 된다.{{입면{마르세이유 주거단지는 강인한 다리로 굳건하게 서있는 인체의 이미지를 보다 더 구체화시키고 있다. 양쪽 단부의 입면과 종단면을 보면 이러한 이미지가 곧바로 떠오름을 알 수 있다. 블레이크 (1960)는 이 건물을 다리가 강인하면서도 경쾌하게 움직이는 권투선수에 비교하였다.유니테의 입면은 꼬르뷔제의 건축형식 중 자유로운 건물 정면(Le Facade Livre)을 들 수 있다. 꼬르뷔제의 경우 파사드란, 회화의 화면과 마찬가지로 항상 개구부와 비개구부로 질서가 부여되어야 하는 면으로 인식되었기 때문이다. 이는 꼬르뷔제의 차양방식에서 나타났던 브리즈·솔레이(brise-soleil)로서 입면에 새로운 질서를 부여하는 수단이 되기도 하였다.{그리고 콘크리트를 거칠게 마감하는 수법은 당시의 건설과정에서 어쩔 수 없이 도출된 것이었다. 위니테의 건축에 참여한 군소 시공업체가 많다보니까 모든 부분에서 매끄러운 콘크리트 마감을 기대할 수 없었으므로 건축가는 역으로 거칠게 마감한 콘크리트 표면을 의장적 수단으로 사용할 것을 생각하였다. 결국 거푸집의 거친 표면을 그대로 노출시키는 방법을 사용하여 원시적인 성격을 강조하였는데, 결과는 매우 성공적이었다. 빛과 어두움이 강조된 강력한 표면효과를 연출할 수 있었고, 전체 건축은 역사적인 유적처럼 강한 인상을 가질 수 있었다.7층과 8층 사이에 위치한 쇼핑센터는 외부로 표현이 되어 있는데, 지면으로부터 격리되어있었기 때문에 처음에는 쓸모가 있을지도 의심을 받았다. 또한 이 주거단지에 사는 1600명의 주민을 위한 공용시설들, 즉 체육관, 식당, 옥상 정원들의 시설들이 있다.생활에 필요한 모든 것을 하나에 담는 것, 이것이야말로 유니테 다비타시옹의 의도한 바이다. 교외로의 확산현상(Spraw.

공학/기술| 2004.05.24| 7페이지| 1,000원| 조회(1,078)

르꼬르뷔지에, 유니테, 다비다시옹

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