안녕하세요. 하루살이입니다.
건축관련 전문적인 지식은 없지만, 안전에 관한 중요한 문제인만큼 공부해서 여러분들께서 무량판구조와 전단보강근에 대하여 최대한 이해하시기 쉽게 정리하였습니다.
[목차]
I. 무량판구조란?
II. 전단보강근이란?
III. 무량판 구조의 장단점과 전단보강근 누락 시 문제점
I. 무량판구조란?
"무량판구조"는 건축물의 구조 형태 중 하나로, 기둥과 보 등의 구조 요소를 사용하지 않고 평면적인 판 형태의 요소들을 결합하여 건물을 지지하는 형태를 말합니다.
이러한 구조는 전체 건물을 평면 상에서 분산된 판들이 연결되어 지지되는 형태를 가지며, 보통은 기둥 없이 공간을 확장하거나 개방적인 디자인을 추구할 때 사용됩니다.
국내에선 같은가격이면 넓은 평수를 선호하는 기조가 있듯이 무량판 구조를 사용하면 보를 사용하지 않는만큼 실내 공간을 넓게 뽑을 수 있습니다.
무량판구조의 대표적인 사례는 프랑스의 유명 건축가 르 코르뷔지에 의해 설계된 파리의 노트르담 드 파리 대성당의 천장입니다.
노트르담 대성당의 천장을 보시면 보가 없이 천장을 지지하고 있는 모습을 볼 수 있습니다.
보를 사용하지 않는 구조인만큼 부실공사 등으로 기둥과 슬래브 사이 철근의 문제가 발생하면 최악의 경우 펀칭전단파괴 현상이 발생하여 여러 층이 연쇄적으로 무너져 내리는 위험성이 있습니다.
무량판구조를 사용한 건축물의 하중계산 설계의 착오로 삼풍백화점 붕괴 사고가 발생한 사례가 있습니다.
II. 전단보강근이란?
살펴봤듯이 무량판구조가 무조건 나쁘고 단순히 비용이 낮은 구조라는 것은 아닙니다. 장/단점이 있습니다.
전단보강근은 무량판구조의 구조적 단점을 보완하기 위해 사용되는 여러가지 기술 중 하나입니다.
무량판구조는 주로 평면적인 판 요소들이 결합하여 건물을 지지하므로, 수평 방향으로의 힘에는 상대적으로 약한 특성을 가지기도 합니다. 이로 인해 건물이 풍부한 수평 힘(전단력)에 노출될 때 구조적 안정성이 감소할 수 있습니다.
전단보강근은 이러한 문제를 해결하기 위해 사용되는 방법 중 하나로, 구조물 내부에 추가적인 강철이나 강화된 재료를 설치하여 전단력을 분산하고 구조의 강도와 안전성을 향상시킵니다. 전단보강근은 다양한 형태와 재료로 제작될 수 있습니다만 보통 공동주택에선 철근을 사용합니다.
전단보강근을 설치함으로써 무량판구조의 단점을 보완할 수 있는 주요 이점은 다음과 같습니다:
구조적 강도 향상: 전단보강근을 사용하면 구조물의 전단 강도가 향상되어 수평 힘에 대한 더 큰 저항력을 가질 수 있습니다.
안전성 향상: 전단보강근을 통해 구조물의 안전성이 향상되므로 지진이나 강풍과 같은 외부하중에 대비할 수 있습니다.
변형 감소: 전단보강근은 구조물의 변형과 변형율을 줄여주어 더 안정된 상태를 유지할 수 있도록 도와줍니다.
디자인 유연성: 전단보강근을 사용하면 기존 무량판구조의 디자인을 유지하면서도 안전성을 향상시킬 수 있습니다.
유지보수 간소화: 전단보강근을 통해 구조물의 수명을 연장하고 유지보수 비용을 줄일 수 있습니다.
III. 무량판 구조의 장단점과 전단보강근 누락 시 문제점
무량판구조는 독특한 디자인과 건축적 특징을 갖고 있지만, 이에는 장단점이 함께 따릅니다.
장점:
개방적인 공간: 무량판구조는 기둥이나 벽이 없는 큰 공간을 생성할 수 있습니다. 이는 실내에서 개방적이고 넓은 느낌을 주는데 도움이 됩니다.
단점:
구조적 복잡성: 무량판구조는 구조적으로 복잡합니다. 중력을 효과적으로 다루고 건물의 안전성을 보장하기 위해서는 정확한 구조적 분석 및 계산이 필요합니다.
비용: 무량판구조의 설계, 제작 및 시공은 비용이 많이 들 수 있습니다. 복잡한 구조를 실현하기 위해 더 많은 노력과 자원이 필요할 수 있습니다.
<지하주차장 등에 무량판구조 설계를 적용할 때 전단보강근이 미설치된 경우 발생할 수 있는 몇 가지 문제점>
구조적 불안정성: 지하주차장은 차량의 무게와 힘이 매우 크기 때문에, 전단력이 부족한 무량판구조로 설계할 경우 구조적 불안정성 문제가 발생할 수 있습니다. 이로 인해 건물의 안전성과 구조의 지속적인 안정성에 영향을 미칠 수 있습니다.
눈물 현상: 전단력 부족으로 인해 무량판 구조의 판들이 변형되거나 눈물 현상이 발생할 수 있습니다. 이는 구조물의 미세한 변형이나 큰 피로 변형으로 이어질 수 있으며, 건물의 무결성을 해칠 수 있습니다.
휨 현상: 전단보강근 없이 무량판구조를 사용하면, 지하주차장의 무거운 하중을 견딜 수 없는 휨 현상이 발생할 수 있습니다. 이는 구조물이 중앙에서 휘어지거나 굽어지는 현상을 말하며, 구조물의 변형과 안전성 문제를 야기할 수 있습니다.
크랙 및 파손: 전단보강근이 없는 무량판구조는 지하주차장 내부의 변형과 하중에 대응하기 어려울 수 있습니다. 결과적으로 구조물 내부에서 크랙이 발생하거나 판들의 파손이 발생할 수 있습니다.
상황을 조금 더 지켜보아야 하겠지만, 부실시공이 이슈인 만큼 전수조사를 통해 필요한 보강조치를 하여야 제2의 삼풍백화점 사태를 예방하는 등 최악의 사태를 대비해야 한다고 생각합니다.
다음에도 더 유익한 정보로 찾아오겠습니다. 감사합니다.
'주택' 카테고리의 다른 글
| 순살아파트 리스트 15곳 명단 공개 / LH 부실시공 무량판구조의 전단보강근 누락 등 총정리 (by하루살이) (1) | 2023.08.02 |
|---|