6장. 철근콘크리트구조 (바닥판 • 계단-3)

4. 평판바닥구조

(1) 개  요

평판바닥구조는 플랫슬래브구조 또는 무량판구조라고도 하며, 건물의 외부보를 제외하고는 내부에는 보 없이 바닥판으로 구성하고 그 하중은 직접 기둥에 전달하는 것이다. 기둥상부는 주두 모양으로 확대하고 또는 그 위에 받침판을 받쳐서 바닥판을 지지한다. 주두나 받침판이 없는 기둥에 지지되는 것을 평판바닥이라 한다. 바닥의 주근은 2방향 이상으로 배근하는데 각 방향으로 주열대와 주간대로 나누어 응력계산 및 배근을 한다. 주열대와 주간대의 너비는 기둥중심 간사이의 1/2로 하고 주열대는 기둥과 기둥을 연결하는 넓은 너비의 보로 생각할 수 있다. 주열대의 철근량은 주간대보다 하부근은 60% 상부근은 75%가량 많게 하고 배근은 직선근과 굽힌철근을 사용한다. 그 철근배근방식의 종류는 다음과 같은 것이 있다.

플랫슬래브 각종 배근법

2방향방식, 3방향방식, 4방향방식, 원형방식이 있다. 이 외에 앞서 설명한 와플슬래브방식도 평판구조의 한 방식으로 되는 것이다.

장점 : 구조가 간단하고 공사비가 저렵하며 실내이용률이 높고 층높이를 낮게 할 수 있다.

단점 : 기둥 상부의 철근이 여러 겹으로 겹쳐지고 두꺼운 바닥판이 되므로 자중이 증대된다. 그리고 뼈대의 강성에 난점이 있고 천장 부대설비공간이 없다.

따라서 이 공법은 고층건물에는 부적당하고,저층건물이 학교  • 창고  • 공장 등에 이용된다.

 

(2) 철근배근방식

a) 2방향 배근방식

철근콘크리트바닥구조에서 바닥철근의 배근법은 먼저 말한 바 있으나 여기에서는 평판바닥판에 쓰이는 것을 주로 한다. 2방향 배근방식은 주근의 휘어 올리는 굽힌철근을 직교하는 두 방향에 두는 것을 말하고 주두부는 없게 할 수 있다. 슬래브의 두께 t는 15cm 이상으로 하고 지붕슬래브에서는 일반슬래브의 구조제한에 따를 수 있다. 

플랫 바닥판 하중의 분할

기둥의 단면최소치수 D는 간사이 l, 기둥높이 H에 대하여 다음과 같다.

평판바닥구조는 직교하는 2개의 보군으로 나누어 x y방향의 보군과 기둥이 라멘구조를 형성하는 것으로 한다. 이와 같이 치환라멘의 각각에 대하여 전하중을 따로 부담하는 것으로 한다. 이 치환보의 단면은 간사이 lx ly를 단면너비로 하고 바닥판 두께 t를 보의 춤으로 한다. 각기의 휨모멘트에 대한 슬래브내의 분담률은 아래와 같다.

모멘트 분담률

b) 3방향배근방식

이것은 미국 데이비드 W. 모로우의 시안이며, 기둥은 정삼각형 평면으로 배치하고 바닥철근은 3방향으로 배치하는 것이다

 

c) 4방향배근방식

이것은 2방향 철근배근에 다시 대각선방향으로 배근하는 방식이다.

 

d) 원형식 배근방식

기둥 위에서는 주근을 방사형으로 배근하고, 주두 • 주간 몇 바닥 중앙에 동심원의 배근을 한 것인데 실효성은 거의 없다.

 

5. 계   단

철근콘크리트조 계단은 경사진 바닥판으로 산정하는 것이 간단하고 또 안전하다. 계단은 내민보, 즉 1변지지로 되는 것과 2변지지, 3변지지 또는 4변지지로 될 때가 있다. 계단의 경사판과 계단참을 하나읜 연속판으로 할 때가 있고 그 사이에 계단받이보를 배치할 떄도 있다. 아래 그림가 같이 (a), (b), (c), (f) 와 같이계단실 4변이 한 간사이(span) 4기둥으로 지지되는 것이 가장 용이하고 (d), (e), (g) 와 같이 바닥판의 일부를 계단실로 쓸때에는 계단참의 받이보와 층보가 한층에서 2중으로 걸리는 폐단이 생긴다. 계단파의 주근은 주변지지상태에 따라 내민보, 2변지지, 3변지지 또는 4변지지로 하고 지지상태에 따라 계단방향의 철근이 주근으로 될 수도 있고 직교철근이 주근이 될 수도 있다.

계단 평면 • 단면 약도

아래 그림은 내민보형식의 계단배근도이고, 끝에 ㄱ형으로 배근된 철근은 단부를 보강하는 것뿐이다.

내민보식 계단

아래 그림은 계단 옆에 지지보가 있는  4변지지상태의 계단이다. 이 계단의 주근은 계단의 너비 방향으로 된 것이다.