건축구조 - 에듀프로 · 2016. 11. 4. · 20 PART 01 건축구조 01CHAPTER 구조 총론 주택관리사 기본서 제1절 구조형식 분류 옥상바닥판(slab) 큰보

건축구조 제1장 구조 총론제2장 토질 및 기초구조제3장 철근콘크리트 구조

제4장 철골구조

제5장 지붕 및 방수구조

제6장 벽체 및 외부구조

제7장 각종 마감공사

제8장 적산과 견적

NO.1주택관리사

20 PART 01 건축구조

01CHAPTER

구조 총론주택관리사 기본서

제1절 구조형식 분류

옥상바닥판(slab)

큰보

기초보

작은보

벽

2층바닥판(slab)

1층바닥판(slab)기둥

지중보(기초보)독립기초

큰보작은보

기둥

1 구조의 분류

구조를 종합적으로 구분하여 분류하면 다음과 같다.

구분 종류

1) 구성양식① 가구식구조 ② 조적식구조

③ 일체식구조 ④ 입체식구조

2) 시공방법① 습식구조 ② 건식구조

③ 조립식 구조 ④ 현장(생산조립)구조

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21CHAPTER 01 구조 총론

2 구성양식에 의한 유형별 특징 ✱✱✱ 제17회 기출

1. 가구식(架構式) 구조

목재 ․ 강재 ․ 철재 등과 같이 비교적 가늘고 긴 부재를 조립하여 뼈대를 구축한 구조이다.재료의 배치(짜임새)와 접합방법에 따라 전체 강도가 좌우되며, 가새 등을 배치하여 횡력에 강하다

(나무 구조 ․ 철골 구조).

2. 조적식(組積式) 구조

벽돌 ․ 돌 ․ 시멘트 블록 등의 단일재료를 교착제(또는 접착제, 개체 사이의 접착강도를 위한 모르타르 등)를 써서 쌓아 구성한 구조이다.

단일 개체 강도와 접착강도에 의해 전체 강도가 좌우되며, 횡력, 부동침하 등에 약하고, 균열이

생기기 쉽다(벽돌구조 ․ 시멘트블록구조 ․ 돌구조).

3. 일체식(一體式) 구조

미리 설치된 철골 ․ 철근 등에 콘크리트가 굳어 일체가 되도록 하는 구조이다. 접합부를 고정하기 위해 콘크리트를 부어 일체화 한 것이다. ✱✱✱ 제17회 기출강력하고 균일한 강도를 낼 수 있는 합리적인 구조이며 내진 ․ 내화 ․ 내구적이다(철근 콘크리트구조, 철골 ․ 철근콘크리트 구조). 이 중 기둥과 보의 조합으로 구조체를 형성한 것을 라멘구조(rahmen structure)라고 부른다. 우리나라 아파트의 경우 기둥과 보를 대신하여 바닥과 벽체를 강하게

접합하여 일체화 하므로 벽식 라멘조라고 부른다.

4. 입체식(立體式) 구조

입체적으로 외력 ․ 하중을 지지하고 평형이 되도록 한 구조이다(입체트러스 ․ 절판구조 ․ 쉘구조 ․ 현수구조).

[구형 스페이스 프레임] [3각형 스페이스 프레임]

[입체트러스트 구조]


참고 접합단부의 처리

① 롤러 또는 이동단은 부재가 수평으로 이동이 가능할 경우를 말한다.

② 핀 접합은 이동은 불가능하나 부재가 어떤 접합부에서 회전이 가능할 경우를 말한다. 트러스 부재, 가구식

구조의 경우 부재간의 접합을 핀으로 가정하는 것이 일반적이다.

③ 고정 또는 강접합은 부재가 이동이나 회전을 할 수 없도록 강하게 접합되는 경우로 철근콘크리트 부재의

경우 보와 기둥은 고정되게 처리하는 것이 보통이다. 철골의 경우도 접합부를 고정할 수 있으며, 용접이나

고장력볼트 등의 상세를 통해 고정을 할 수 있다.

(a) 롤러 지점

자유 지지

(b) 핀 접합(웨브만 접합) (c) 강접합(플랜지도 접합)

[힘의 전달방식에 따른 지지점과 접합의 종류]

건축물의 구조와 형식에 관한 설명으로 옳지 않은 것은? ✱✱✱ 제17회 기출 유형① 내력벽 구조는 자중과 상부로부터 전달되는 연직(수직) 하중 및 수평방향의 하중을 벽체가 부담하도

록 설계된 구조이다.

② 가구식 구조는 가늘고 긴 부재를 접합하여 뼈대를 만드는 구조인데, 부재 접합부에 따라 구조강성이

결정된다.

③ 라멘구조는 기둥과 보를 특별하게 이동단으로 접합한 구조이다.

④ 조적식 구조는 벽돌, 시멘트 블록 등을 접착재료로 쌓아 만든 구조로서 지진과 같은 횡력에는 불리한

구조이다.

⑤ 조립식 구조는 부재를 규격화하여 미리 공장에서 생산 및 가공한 후 현장에서 조립하는 구조를

말한다.

고정단으로 접합한 구조이다. 정답 ③

[확인문제]

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3 시공과정에 의한 구조 분류

1. 습식구조

물 사용하는 공정

일체식 구조 ․ 조적식 구조

2. 건식구조

물 사용하지 않는 공정

가구식, 조립식 형식

일체화 곤란, 접합부 처리 곤란

3. 현장구조

건축 자재를 현장에서 제작 ․ 가공하여 조립 ․ 설치하는 구조

4. 조립식구조(프리캐스트구조)

부재를 공장에서 제작 ․ 가공하거나 부분 조립하여 현장에서 짜 맞추는 구조 ✱✱✱ 제1, 4회 기출

[상자식 구조] [패널식 구조] [골조식 구조]

[조립식 구조 유형]

4 철근콘크리트 구조의 특성 ✱✱✱ 제12회 기출

1. 복합재료

2. 철근：인장력 부담

3. 콘크리트：압축력 부담


5 프리스트레스트 콘크리트구조 ✱✱✱ 제9회 기출

압축력이 크게 걸리도록 만든 구조(인장력 최소화)

1. 프리텐셔닝(pretensioning)：미리 긴장

2. 포스트텐셔닝(posttensioning)：나중에 긴장(부자재로 시드 등이 필요)

6 아치구조 ✱✱✱ 제9회 기출

개구부의 상부하중을 지지하기위해 조적재를 곡선형으로 쌓은 것으로 압축력만 작용되도록 한

구조이다. 아치돌 또는 아치벽돌을 쐐기형으로 만든다.

7 트러스(truss) 구조 ✱✱✱ 제9회 기출

1. 부재(部材)가 휘지 않게 접합점을 핀으로 연결한 골조구조

2. 곧은 강재(鋼材)나 목재(이것들을 部材라고 한다)를 삼각형을 기본으로 그물 모양으로 짜서

하중을 지탱하는 구조방법

3. 체육관, 강당, 축사, 기차역사 등에 많이 사용된다.

8 쉘(shell) 구조, 절판구조, 현수구조 등

1. 쉘구조

(1) 쉘이란 원어는 조개껍질 등을 말하며, 조개껍질 단면에서 유래된 원통형 곡면의 형상을 지닌

구조

(2) 구조의 특징은 곡면판이 지니는 역학적 성질을 이용하여 큰 간사이(스팬이라고도 한다)의

넓은 공간을 덮는 지붕 등에 적용

(3) 면내의 힘으로 하중을 전달하는 구조

[시드니의 오페라 하우스(쉘구조)]

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2. 절판구조

부재를 얇게 하여 꺽어서 만드는 구조형상

3. 현수구조

케이블에 부재(바닥 등)를 메달아 인장력으로 저항하는 구조물을 말한다.

[현수구조]

9 철골구조(강구조)

철근콘크리트구조에 비해 가볍고, 유연성이 크고, 연성적 능력이 크기 때문에 내진구조에도 적용

10 라멘구조 ✱✱✱ 제10, 11, 17회 기출

1. 보통의 라멘구조

기둥과 보로 이루어진 골조가 건물의 하중을 지지하고 부재절점을 강하게 고정 접합하여 일체식으

로 된 구조를 라멘구조라 한다. ✱✱✱ 제10, 17회 기출

2. 벽식 라멘구조

보 없이 바닥과 벽체를 강하게 접합하는 일체식 구조 ✱✱✱ 제11회 기출


제2절 구조부재 분류와 구조계획이론

1 건축부재

1. 기초

건물을 지탱하고, 이것을 지반에 안정시키기 위해 건물의 하부에 구축한 구조물을 말한다.

2. 벽(Wall) (칸막이벽) ✱✱✱ 제10회 기출

벽은 두께에 직각으로 측정한 수평치수가 그 두께의 3배를 넘는 수직부재

3. 기둥(Column)

상부의 하중을 지탱하는 수직재(垂直材)를 지칭

높이가 최소단면치수의 3배 혹은 그 이상

4. 바닥(Slab)

바닥에 걸리는 하중은 바닥 주위의 보에 분담되어 각 기둥으로 힘이 이동

5. 보(girder, beam)

∙ 큰보(Girder)：기둥과 기둥 연결∙ 작은보(Beam)：큰보와 큰보 연결　∙ 보의 헌치：전단력 보강 효과

6. 천장(天障, ceiling)

미화, 보온, 방음, 흡음 등을 위한 부분

2 건물의 안전성 확보

1. 안전성

ʻʻ외력(각종 외력의 조합) ≤ 내력(부재가 견디는 힘)ʼʼ

2. 하중의 종류 ✱✱✱ 제1, 5, 7, 9, 17, 19회 기출

하중의 종류는 장기하중, 단기하중으로 구분할 수 있다.

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하중의 종류 하중 유형

장기

고정하중(Dead Load)

활하중(Live Load)

(다설지역의 경우) 적설하중(Snow Load)

단기

적설하중(Snow Load)

풍하중(Wind Load)

지진하중(Earthquake Load)

기타 충격하중 등

D：고정하중 L：활하중(적재하중)

S：적설하중 W：풍하중 E：지진하중

참고

고정하중은 건물에 고정된 보나 기둥, 바닥 등의 무게, 활하중은 사람이나 가구 등의 무게를 말한다.

3. 하중의 방향별 구분

(1) 수직하중(연직하중)：고정하중, 활하중, 적설하중

(2) 수평하중：풍하중, 지진하중

4. 하중(荷重, load) ✱✱✱ 제16, 17, 18회 기출 유형

건축물에 외부로부터 가해지는 힘을 하중 또는 외력(external force)이라 하며, 이로 인해 건물

내부에 발생하는 힘을 내력(internal force) 또는 응력(應力, stress)이라 한다. 하중의 종류는

다음과 같다.

(1) 고정하중(固定荷重)：구조물의 수명기간 중 상시 작용하는 하중으로서 자중은 물론, 벽, 바닥,

지붕, 천장, 계단 및 고정된 사용 장비 등을 포함한 하중으로서 정하중(靜荷重, dead load)이라

고도 부른다(구조체와 이에 부착된 비내력부분 및 각종 설비 등의 중량에 의하여 구조물의

존치기간 중 지속적으로 작용하는 연직하중).

(2) 활하중(活荷重)：풍하중, 지진하중과 같은 환경하중이나 고정하중을 포함하지 않고, 건물이나

다른 구조물의 사용 및 점용에 의해 발생되는 하중으로서 사람, 가구, 이동칸막이, 창고의

저장물, 설비기계 등의 하중으로서 적재하중(積載荷重)이라고도 부른다.

(3) 적설하중(積雪荷重)：지붕면에 쌓인 눈의 중량, 물매가 작을 경우 흘러내리는 힘이 약해 눈이

많이 쌓이며, 이때는 적설하중도 크게 산출된다.


(4) 풍하중(風荷重)：건물의 외벽 또는 지붕에 미치는 바람의 압력, 바람을 받는 벽면적이 클수록

풍하중도 커진다.풍하중은 골조 설계용과 외장재 설계용 등으로 구분한다.

(5) 지진하중(地震荷重)：건물의 기초나 주각에 미치는 지진의 힘, 건물이 무거울수록 지진하중은

크게 작용된다.

(6) 기타

① 토압 및 지하수압 하중：건물의 지하부분에 미치는 지반의 토압과 지하수 등에 의한 수압

② 충격하중, 진동하중：엘리베이터, 기계, 차량 등의 움직임에 의한 하중

③ 온도하중：열팽창 또는 수축에 의한 하중

건축물에 작용하는 하중에 관한 설명으로 옳지 않은 것은? ✱✱✱ 제18회 기출① 적설하중은 구조물이 위치한 지역의 기상조건 등에 많은 영향을 받는다.

② 활하중은 분포 특성을 파악하기 어렵고, 건축물의 사용용도에 따라 변동 폭이 크다.

③ 지진하중은 건물 지붕의 형상 및 경사 등에 영향을 크게 받는다.

④ 풍하중은 구조골조용, 지붕골조용, 외장 마감재용으로 분류된다.

⑤ 고정하중은 자중, 고정된 기계설비 등의 하중으로, 고정칸막이 벽과 같은 비구조 부재의 하중도

포함한다.

건물 지붕의 형상 및 경사 등에 영향을 크게 받는 것은 적설하중 정답 ③

[확인문제]

구조물에 작용하는 하중의 유형 중 단기하중을 모두 고른 것은? ✱✱✱ 제17회 기출

ㄱ. 고정하중 ㄴ. 적설하중 ㄷ. 지진하중

ㄹ. 활 하중 ㅁ. 충격하중

① ㄱ, ㄷ ② ㄴ, ㄹ ③ ㄱ, ㄴ, ㅁ

④ ㄱ, ㄷ, ㄹ ⑤ ㄴ, ㄷ, ㅁ

단기하중은 적설하중, 풍하중, 지진하중, 충격하중 등 이다. 정답 ⑤

[확인문제]

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3 설계기준의 종류 ✱✱✱ 제10회 기출

구분 강도설계법 허용응력설계법

개념

∙ 강도 개념(강도설계법)∙ 소요강도 ≤ 설계강도∙ 하중증가계수×하중 ≤ 강도감소계수×강도

∙ 응력 개념(응력설계법)∙ 실제응력 ≤ 허용응력도∙ 실제응력 ≤ 안전율*재료응력도

안전확보 사용하중에 하중계수 고려한다. 허용되는 응력으로 규제한다.

설계하중 극한하중 사용하중

재료특성 소성 범위 탄성 범위

주안점 안전성 사용성

4 강도설계법의 소요강도조합

하중의 조합은 가장 불리한 것을 택하도록 한다. 다만, 가장 기본적인 하중의 조합은 다음과 같다.

고정하중과 활하중이 작용시 다음 중 큰 값1.2D(고정하중) + 1.6L(활하중)

1.4D(고정하중)

5 아파트의 등분포 활하중

1. 활하중

(1) 활하중은 등분포 활하중과 집중 활하중으로 분류할 수 있다.

(2) 주택의 용도별로 기본등분포활하중은 다음과 같이 구분한다.

주 택가. 주거용 구조물의 거실 2.0

나. 공동주택의 공용실 5.0

발코니출입바닥활하중의 1.5배

최대 5.0kN/㎡

(단위：kN/㎡) ✱✱✱ 제12, 13, 19회 기출

2. 적용

활하중은 신축 건축물 및 공작물의 구조계산과 기존 건축물의 안전성 검토시 적용된다.


건축물의 구조설계에 적용하는 하중에 관한 설명으로 옳지 않은 것은? ✱✱✱ 제19회 기출① 적설하중은 구조물에 쌓이는 눈의 무게에 의해서 발생하는 하중이다.

② 적재하중은 활하중이라고도 하며, 건축물을 점유 ․ 사용함으로써 발생하는 하중이다.③ 공동주택에서 발코니의 기본 등분포 활하중은 주거용 구조물 거실의 활하중보다 작은값을 사용한다.

④ 풍하중은 골조 설계용과 외장재 설계용 등으로 구분한다.

⑤ 고정하중은 설계에 적용하는 하중으로 장기하중이다.

공동주택에서 발코니의 기본 등분포 활하중은 주거용 구조물 거실의 활하중보다 높은 값을 사용한다.

정답 ③

[확인문제]

6 내진설계 ✱✱✱ 제10회 기출

1. 내진설계란 구조물의 지진력에 견디도록 구조물의 강성을 확보하는 기술

2. 평면을 정형으로 계획하여 비틀림 현상을 억제

3. 제진이란 별도의 장치를 이용하여 지진력에 대응하는 힘을 구조물 내에서 발생시키거나 흡수하

는 기술

4. 필로티형 구조는 내진설계에 불리

5. 지반액상화 현상이 우려되는 곳에서는 지중구조물과 기초를 일체화

핵심정리 액상화 현상 = 유동화 현상(quick sand)

느슨한 사질토에 물이 많이 있을 경우, 지진 등과 같은 순간적 충격하중이 가할 경우 모래의 입자가 이동해

지반이 약해지는 현상


적중 예상문제 CHAPTER 01구조 총론

01 건축물의 구조적 조건에 관한 설명으로 옳지 않은 것은? ① 내력벽 구조는 자중과 상부로부터 전달되는 연직 및 수평방향의 하중을 벽체가 부담할

수 있도록 만든 구조이다.

② 가구식 구조는 가늘고 긴 부재를 접합하여 뼈대를 만드는 구조로 가새를 배치하면 수평력

저항에도 유리한 구조형식이다.

③ 벽식 라멘구조는 바닥과 벽을 일체로 고정하여 접합한 구조이다.

④ 조적식 구조는 벽돌, 시멘트 블록 등을 접착제를 이용해 일체식으로 만든 구조이다.

⑤ 조립식 구조는 부재를 규격화하여 미리 공장에서 생산 및 가공한 후 현장에서 조립하는

구조이다.

02 건축물의 구조에 관한 설명으로 옳지 않은 것은?① 플랫 슬래브(flat slab)구조는 조적식으로 만든 구조체를 말한다.

② 철근은 인장, 콘크리트는 압축에 강하다.

③ 프리캐스트구조는 부재를 현장 이외의 장소에서 제작 하고 현장에 반입하여 조립하는

구조이다.

④ 조적구조는 벽돌, 볼록 등의 재료를 모르타르와 같은 접착재료를 쌓아 올린 구조이다.

⑤ 철골구조는 강재를 볼트, 용접 등의 접합 방법으로 조립한 부재 또는 단일 형강 등을

이용하여 구성한 구조이다.

03 건축물에 작용하는 하중에 관한 설명으로 옳은 것은?① 지진하중은 건축물이 무거울수록 작다.

② 적설하중은 지붕의 물매가 작을수록 크다.

③ 풍하중은 바람을 받는 벽면의 면적이 작을수록 크다.

④ 고정하중은 건축물의 사용에 의해서 발생하는 하중으로 반영구적 하중을 포함한다.

⑤ 활하중은 사용기간 동안 위치가 고정되어 있고 크기가 변하지 않는 하중을 포함한다.

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01 조적식 구조는 벽돌, 시멘트 블록 등을 접착재료로 쌓아 만든 구조이다. 일체식 구조는 철근콘크리트 구조 등을 말한다.

02 플랫 슬래브 구조는 내부에 보를 사용하지 않고 기동에 의하여 바닥(판) 슬래브를 직접 지지하는 구조이다. 일체식 구조로 보통 제작된다.

03 ① 지진하중은 건축물이 무거울수록 크다.③ 풍하중은 바람을 받는 벽면의 면적이 클수록 바람을 많이 받으므로 크다.

④ 고정하중은 구조체 자중과 영구히 고착된 설비 하중을 포함한다.

⑤ 활하중은 사용상 이동될 수 있는 하중을 말한다.

04 장기하중은 고정하중, 활(적재)하중이다. 나머지는 단기하중이다.

05 최근 아파트는 강도설계법에 의해 건설되고 있다.

정답 01 ④ 02 ① 03 ② 04 ① 05 ①

정답 및 해설

04 구조물에 작용하는 장기하중의 유형만을 에서 모두 고른 것은?

ㄱ. 고정하중 ㄴ. 풍하중 ㄷ. 지진하중

ㄹ. 활(적재)하중 ㅁ. 충격하중

① ㄱ, ㄹ ② ㄴ, ㄹ ③ ㄱ, ㄴ, ㅁ

④ ㄱ, ㄷ, ㄹ ⑤ ㄴ, ㄷ, ㅁ

05 철근콘크리트 구조설계법에 대한 설명으로 틀린 것은?① 최근 아파트는 허용응력설계법을 적용하여 건설되고 있다.

② 극한강도 설계법이란 부재의 설계강도가 계수하중을 지지할 수 있는 강도 이상이 되도록

설계하는 방법이다.

③ 허용응력도 설계법은 재료가 탄성거동을 하는 것을 기본으로 한다.

④ 극한강도설계법은 서로 다른 하중의 특성을 하중계수에 의해 설계에 반영할 수 있다.

⑤ 강도설계법에서는 부재의 안전율 확보를 위하여 강도감소계수를 사용한다.


06 벽식 구조는 기둥이 없이 벽과 슬래브를 연결하는 구조형식이다.

07 일체식 구조란 콘크리트구조물처럼 기둥과 보, 바닥판과 같은 골조가 일체로 접합되는 것을 말한다. 철근콘크리트구조, 철골철근콘크리트구조가 있다.

08 고정하중을 말한다.

09 장기하중은 장시간 재하되는 하중이다. 단기하중은 바람이나, 눈 또는 지진처럼 일시간에 작용하는 하중을 말한다. 따라서 지문상 구조물하중은 장기하중으로 분류된다.

정답 06 ② 07 ⑤ 08 ① 09 ④

정답 및 해설

06 철근콘크리트의 구조형식에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?① 라멘 구조는 기둥과 보를 일체로 연결하는 구조형식이다.

② 벽식 구조는 기둥과 슬래브를 연결하는 구조형식이다.

③ 플랫 슬래브 구조는 내부에 보가 없이 슬래브를 직접 기둥에 연결하는 구조형식이다.

④ 프리캐스트 구조는 벽, 기둥, 보 및 슬래브 등 주요 부재를 미리 제작하여 현장에서 연결하

는 구조형식이다.

⑤ 프리스트레스트 구조는 포스트 텐션 또는 프리텐션 방식으로 할 수 있다.

07 다음 중 일체식 구조로 가장 적합한 것은?① 조적구조 ② 트러스 구조 ③ 현수구조

④ 철골구조 ⑤ 철근콘크리트 구조

08 건축물 자체의 구조체와 같이 크기의 변화가 거의 없으며 장기적으로 작용하는 하중은?① 고정하중(사하중) ② 적재하중(활하중) ③ 적설하중

④ 충격하중 ⑤ 바람하중

09 구조물에 작용하는 하중물을 장기하중과 단기하중으로 나누었을 때 단기하중이 아닌 것은?① 풍하중 ② 적설하중 ③ 지진하중

④ 기둥, 보의 하중 ⑤ 충격하중

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