7장. 프리캐스트콘크리트구조 • 셸구조 (개 론-1)

1. 일반 사항

건축은 대형 • 고층화 되어 가고 또 다종 다양해져서 큰 간사이 • 대공간 건축을 단기간에 경제적으로 완성하고자 그 구조공법 또는 거대가구에 큰 발전을 보게 되었다. 구조역학상으로도 입체적인 건물의 가구를 평면적으로 다루던 것을 입체적으로 풀이되고, 탄성역학에서 소성영역까지 구조기술이 급진전되었으며 대량생간 • 염가건설의 해결을 보게 된 것이다. 조립구조 • 프리캐스트철근콘크리트구조, 셸구조 등이 그 대표적인 것이다.

 

2. PC 콘크리트

기성제품을 만드는 콘크리트를 기성콘크리트 또는 피시콘크리트라 하는데 프리스트레스를 도입한 콘크리트를 PS콘크리트 또는 PSC라 하고, 보통 콘크리트로 하는 것을 PC콘크리트 또는 PCC라 한다. 공업규격에서는 PS콘크리트도 PC콘크리트라 하고 있으나 여기에서는 프리스트레스를 도입한 것과 도입하지 않은 것을 엄밀히 구분하기 위하여 PSC와 PCC로 구분한다.

 

3. 조립구조

기성재 조립구조는 기둥  • 보  • 벽체  • 바닥판  • 지붕판 등의 각 부분의 구조  • 시공 등을 고려하여, 단위 기성재 또는 판재로 공장생산하여 현장에서는 조립  • 접합하는 구조방식이다. 이것은 현장작업공정을 될 수 있는 대로 줄이고, 시공능률  • 정밀도   • 공기단축  • 대량생산  • 공사비 절감 등을 목적으로 하는 구조이다. 그 재질은 목질계  • 철재계 및 철근콘크리트계로 분류할 수가 있으나 여기에서는 주로 철근콘크리트계 패널식 조립구조에 대하여 기술한다.

 

(1) 가구식 조립구조

건물의 뼈대인 기둥 • 보 등을 기성콘크리트부재를 만들어 짜고, 여기에 대형패널 • 중형패널 기타 패널 등을 조립하는 구조이다. 재래의 목조건축 • 철골조건축도 이에 속한다고 하겠지만 조립구조에서는 제외한다.

 

(2) 패널식 조립구조

패널식 조립구조는 패널구조라고도 하며 평판형으로 제작된 벽판 • 바닥판 등을 조립하는 구조법이다. 벽패널에는 기둥형을 내장하거나 붙여 만들기도 하고, 바닥판에는 보형을 부텨 만들기도 한다. 

 

(3) 조립구조의 특성

이 구조는 공장생산이 가능하여 대량생산을 할 수 있고 기계화시공으로 단기완성이 가능하지만 각 부품과의 접합부가 일체화되기가 곤란 결점이 있다. 특히 조립철근콘크리트구조는 기둥 • 보 • 벽판 • 바닥판 등의 부재로 나누어 기성제로 공장제작하여 현장에서 조립하므로 현장거푸집공사가 절약되고 정밀도가 높고 강도가 큰 콘크리트부재를 쓸 수 있는 특성이 있다. 

 

(4) 구조일반

조립 철근콘크리트구조 건축물의 층수는 3층 이하로 하고 처마높이는 13m 이하로 한다. 기성 부재의 품질은 정확한 배근과 정밀한 콘크리트제작이 가능하므로 콘크리트의 4주 압축강도는 A종 200kg/cm² B종 300kg/cm² 이상으로 규정하고 있다. 조립 콘크리트구조의 최대 약점은 각 부재 상호간의 접합부이다. 이 접합점은 설계 • 시공이 불합리하면 강성이 적은 구조가 되어 불리하고 또 그부분의 응력상태는 복잡하기 때문에 겉보기로 그 안정성을 판단할 수는 없는 것이다. 이 구조법을 접합방식에 의하여 분류하면 다음과 같다. 

 

# 완전 핀절점에 의한 트러스구조

# 완전 강성 절점에 의한 라멘구조

# 반강성 절점에 의한 트러스구조

# 반강성 절점에 의한 라멘구조

 

조립 철근콘크리트구조는 이론적으로 강도해석을 확실히 할 수 있고 공장생산되니까 강도의 신뢰도도 있어야 우수한 구조로 될 수 있으나, 이에 대한 역사가 짧고 가종 재해에 대한 경험도 없을 뿐만 아니라, 극단적으로 작은 단면의 부재로 꾸미니까 화재시의 강도 저하의 우려와 시공불확실성 등을 고려하면 3층 이하의 저층 건물에 적용되어야 할 것이다.