[스크랩] 구조물은 어떻게 서있는가?

인간들은 땅에서 산다. 그 땅위에 인간들이 살아가기 위해 여러 용도의 건축 구조물을 세우게 되며 그 구조물에서 생활하게 된다. 그러면 이런 구조물들은 어떻게 땅에 세워지게 되며 안전하게 그 구조물이 유지될 수 있을까 하는 의문을 갖게 될 것이다.
이런 구조물들은 지구상에 있는 물질인 나무들, 흙, 그리고 시멘트와 모래, 자갈 등의 합성물질인 콘크리트, 철 등으로 지어지게 된다.
이런 물질들은 자신의 무게인 자중을 갖게 된다. 이러한 자중은 지구의 중심방향으로 중력을 갖게 된다.
그래서 공중에 던져진 모든 물건은 이 중력에 의하여 지구의 중심으로 떨어지게 되는 것이다. 따라서 모든 구조물의 자중은 땅방향으로 가려는 성질이 있게 된다.


이러한 구조물의 자중은 전문용어로 고정하중이라 하며 이 구조물을 사용함으로서 생기는 사람의 체중, 가구들이 무게는 적재하중(활하중)이라 한다.
또, 이런 인간들이 안전하게 구조물을 사용하기 위해서는 여러 가지의 자연재해로부터 견뎌야 한다. 즉, 태풍으로 생기는 풍하중, 지진으로 생기는 지진하중, 폭설로 인하여 생기는 눈하중 등이 대표되는 하중이라 하겠다.
그러면 이런 하중들은 어떻게 땅으로 전달되는가에 대해서 의문이 생기며 또 이러한 하중을 안정하게 전달되도록 하는 것이 바로 구조기술자의 의무이기도 하다.


예를 들어 3층 규모의 사무실 건물이 있다고 하자.
먼저 사무실의 사람이나 가구들은 바닥판(슬래브)에 의해 지지된다.
이 바닥판은 무한 대로 크게 할 수 없으므로 기둥으로 받쳐야 한다. 그러나 바닥판은 얇으므로 뾰족한 기둥으로 뚫어지기 쉬우므로 기둥과 기둥사이를 연결시키는 받침대를 두게 되는데 이것을 바로 큰 보라 한다.
또한 기둥과 기둥 사이에만 보를 두게 되면 바닥판의 두께를 두껍게 해야 하므로 일반적으로는 작은 보를 두게 된다.
그래서 하중의 흐름은 바닥판의 자중과 사람, 가구의 하중은 일차적으로 바닥판이 받게 되며 그것을 작은 보가, 작은 보의 하중은 큰 보가 받아 기둥으로 전달하게 된다.
따라서 지붕층의 전하중은 3층 기둥이 받게 되며 2층 기둥은 3층 기둥으로부터 전달해온 지붕하중과 3층의 전하중을 받게 되며 1층 기둥은 지붕층 하중, 3층 하중, 그리고 2층 하중을 누적되게 받게 되는 것이다.
이러한 누적된 하중을 땅에다 전달하면 된다.
그러나 땅은 강철처럼 딱딱한 것이 아니고 진흙이나 모래처럼 나쁜 땅도 있지만 암반일 경우도 있게 되며 뾰족한 기둥이 내려앉지 않게 하려면 넓적하게 생긴 것이 있어야 한다. 이러한 역할을 하는 것이 기초이다.
기초는 건물의 모든 하중을 받아 땅에게 전달하게 된다.
결론적으로 구조물은 하중(구조물의 자중, 사람, 가구, 풍하중, 지진하중, 눈하중 등) 바닥판→작은 보→큰 보→기둥→기초→땅의 순서대로 하여 서있게 된다.

출처 : ♧♡아름패밀리。

글쓴이 : Mr lee 원글보기

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