단면 가정 이야기(2)

구조이야기 서른 네번째,  단면가정이야기(2)

구조물에 있어서 대표적인 수직 부재는 기둥이다. 기둥의 적절한 예상되는 기둥의 크기는 건축설계에 있어서 공간 구성에 중요한 역할을 한다. 기둥의 크기에 따라 건축공간이 살고 ,아니면 건축공간이 쓸모가 없어 질 수도 있다. 따라서 어쩌면 건축 설계자들은 기둥없이 설계하고 싶을 것이다. 그러나 현실은 그렇지 못하다. 기둥은 구조학적으로는 기초 못지 않게 매우 중요한 것이기 때문이다. 건축에서는 가능한한 기둥을 공간을 효과적으로 할 수 있도록 가능한한 적게 ,구조에서는 안전성을 확보 할 수 있도록 적절한 크기를 확보 할 수 있도록 하는 가운데 설계의 중요성과 어려움이 있다. 가장 어려운 설계는 최소한 건축공간을 만들어 놓은 후에 기둥의 크기를 지정 된 크기 이내로 해 달라는 경우에는 난감 하기 이를 때 없다. 구조는 개인적으로 친하다고 해 줄 수 있는 성질의 것이 아닌 것은 누구나 아는 사실이 아닌가? 구조 하는 엔지니어들도 기둥을 조그맣게, 아니 아예 없애 버리면 얼마나 좋겠는가? 기둥에 대하여 이야기 하다 보니까 10년전쯤 어느대학에서 철골 구조 강의 할 때가 생각이 난다. 철골조 기둥을 공부하고 난후에 이런 리포트를 낸 기억이 난다. 게다가 어떤 상품까지 걸었던 같은데 기억이 가물가물하다. 아마 선물을 마련하지 못해 박수로 축하 해 준듯하다. 이런 리포트 였던 것 같다. 소정의 축하중을 받는 철골 기둥이 크기에 상관없이 가장 철골양이 적게 나오게 설계한 (이런 경우는 구조 물량이 적게 되어 경제적이 된다.) 사람과 또하나는 기둥의 크기를 가장 작게 설계하는 사람(이럴경우는 가장 구조 물량이 많이 나오게 되어 공사비가 비싸지지만 기둥이 작으므로 건축공간은 좋아 질 수 있을 것이다.)에게 우승 상품을 주겠다고 한 기억이 난다. 그렇다. 기둥의 크기는 안전성을 전제로 경제성과 건축공간의 효용성에서 왔다 갔다 한다. 그러면 어떻게 해야 할까? 물론 최적설계를 해야 하겠다. 경제성과 건축공간의 협조가 필요하다. 나는 가끔 다른 사람이 설계 한 것을 가지고 과다 설계니 하는 말을 하는 사람을 본다. 나는 과다 설계란 없다고 생각한다. 단면을 줄이면 돈도 줄지만 안전성도 줄기 때문이다. 이제는 외국에서는 건물도 인프라 시설로 인정해야한다는 목소리가 나오는 것으로 알고 있다. 즉 도로나 철도만이 인프라 시설이 아니라 건물도 인프라시설로 인식하고 건물이 다양한 용도로 사용하더라도 견딜수 있게 튼튼하게 설계 시공 하자는 이야기이다. 건물의 주인이 바뀌거나 용도 변경을 위해 허비하는 시간과 보수 보강을 미리 앞을 내다 보고 튼튼하게 해 놓은다면 평소때에는 튼�하게 지진이나 태풍에는 더욱 더 안전하게 영구하게 쓸 수 있게 한다면 수명이 20년이니 40년이니 하는 수명논란이 없어 질 것이며 도로나 철도와 같이 인류의 영원한 인프라 시설로 남지 않을까 해서 조심스럽게 찬성 해 본다.    그래서 건축 설계자들과 미래의 건축주들인 일반인 들이 기둥의 크기를 짐작 할 수 있도록 다음의 내용을 이용하기 바라면서 기둥의 단면 가정을 정리 해 본다.
단위 [Ton]
Fck = 240 kgf/cm2 Fy = 4,000 kgf/cm2
As :	1 %	2 %	3 %	4 %	5 %
30×30	129.6	149.9	170.2	190.6	210.9
35×35	176.4	204.0	231.7	259.4	287.0
40×40	230.3	266.5	302.6	338.8	374.9
45×45	291.5	337.3	383.0	428.7	474.5
50×50	359.9	416.4	472.8	529.3	585.8
55×55	435.5	503.8	572.1	640.5	708.8
60×60	518.3	599.6	680.9	762.2	843.5
65×65	608.3	703.7	799.1	894.5	990.0
70×70	705.4	816.1	926.8	1037.5	1148.1
75×75	809.8	936.9	1063.9	1191.0	1318.0
80×80	921.4	1065.9	1210.5	1355.0	1499.6
85×85	1040.2	1203.3	1366.5	1529.7	1692.9
90×90	1166.1	1349.1	1532.0	1715.0	1897.9
95×95	1299.3	1503.1	1707.0	1910.8	2114.7
100×100	1439.7	1665.5	1891.4	2117.2	2343.1
110×110	1742.0	2015.3	2288.6	2561.9	2835.2
120×120	2073.1	2398.4	2723.6	3048.8	3374.1
130×130	2433.0	2814.7	3196.4	3578.1	3959.9