철근콘크리트 (reinforced concrete structure)

철근콘크리트


철근콘크리트 트러스 / 철근콘크리트아치 (출처 https://terms.naver.com/entry.naver?docId=2269151&cid=51331&categoryId=51332)


| 특징

  • 건물의 뼈대가 되는 주요부를 철근과 콘크리트를 써서 구성한 구조
  • 콘크리트의 인장응력의 약점을 철근으로 보완한 구조 : 콘크리트는 압축력에만 강하나 인장력에는 약하다. 반대로 철근은 인장력에는 강하므로 인장력이 작용하는 곳에 철근을 넣어 인장력은 철근이, 압축력은 콘크리트가 받게 하여 철근과 콘크리트의 약점을 보완하고 그 장점을 살려 일체가 되도록 한 것.
  • 힘을 받는 주요구조 부분이 철근으로 보강한 콘크리트로 구성되어 전체를 일체로 만들며, 내진 · 내화 · 내구적으로 우수한 구조법
  • 철근과 콘크리트의 장점을 이론적으로 이용하여 기둥 · 보 · 바닥 · 벽 등을 철근으로 짜고 콘크리트를 부어 거푸집으로써 일체식으로 구성


장점

  • 내구성이나 내화·내진의 성능이 좋다.
  • 압축응력에 강하면서도 비교적 값싼 재료이고, 인장을 부담시키는 철근도 매우 큰 인장응력을 가지며, 봉상 또한 그대로 사용할 수 있어서 경제적이다. 
  • 접합부의 시공이 용이하고 휨응력에 저항이 크다. 
  • 내진 · 내화 · 내구 부재형의 축조 자유와 설계의 자유가 가능하고 고층 · 지하 · 수중 구축이 가능하여 가장 유망하다.
  • 콘크리트는 열전도율이 적고 알칼리성이어서 철근을 피복하여 내화·내구성을 유지하고, 강도가 커서 다른 구조물에 비해 유지 보수가 용이하다.


| 단점

  • 강도에 비해 자중이 커 중·고층의 건물에서는 그 자중을 지지하기 위해 아래층의 보나 기둥의 단면이 커야 한다.
  • 기둥 사이나 계단 높이가 제한되고 칸막이벽 등도 구조설계가 선행되어 건축계획면에서 자유로운 실내공간을 얻으려고 하는 것은 매우 무리이다.
  • 중량이 크고 공사비가 고가이다.
  • 공사기간이 장기적이다.
  • 균일한 시공이 곤란하다.


종류

  • 프리캐스트콘크리트(precast concrete) : 부재의 공장생산에 의한 생산의 능률화 및 양산화에 의해 각 부재를 미리 공장에서 만들어 현장에서 조립 
  • 프리스트레스트 콘크리트(prestressed concrete) : 콘크리트의 인장시의 균열을 막고 작은 단면의 부재로 큰 강도를 유지 


기타

  • 일반적으로 5·6층 정도의 내화구조물은 주로 철근콘크리트구조이며, 그 이상의 층수 건물이 되면 철근콘크리트구조의 경우는 건물의 자중이 커지고 그것을 지지하는 만큼 아래층의 기둥이나 보의 단면이 과대하여 건물의 이용면에서 볼 때 경제성 및 기능이 저하된다. 
  • 그러므로 중량에 대해서 강도가 높은 철골을 주체구조재로서 사용하고 화재시의 철골의 강도저하를 보완하는 의미에서 그 주위를 철근콘크리트로 감싸는 형식의 구조로 하여 고층건축에서는 철골철근콘크리트구조로 할 때가 많다.
  • 철근콘크리트구조는 설계된 형태의 보·벽·기둥 등의 부재 모양으로 거푸집(form)을 나무판자나 철판으로 짜서 만들고, 그 속에 필요한 철근을 미리 조립해 놓고 콘크리트를 부어 넣어 콘크리트가 충분히 굳어서 소요의 강도가 나올 때까지 기다려서 거푸집을 탈형하면 거푸집 모양과 같은 철근콘크리트부재가 만들어진다. 
  • 구조적 원리는 각 부재에 작용하는 각종 힘 가운데 압축력은 콘크리트가 지지하고, 철근은 콘크리트의 인장변형력의 약점을 부담해서 두 재료가 일체로 되어 다른 전단력 등의 외력에도 대항하려고 하는 것이다.



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