건축구조계산

요약 건축물의 안전 확보를 위하여 법률로 규정된 구조계산하는 방법이다.

구조계산은 자중(自重)·적재하중(積載荷重)·적설(積雪)·풍압(風壓)·토압(土壓)·수압(水壓)·지진, 기타 진동 및 충격에 대한 안전을 확인하도록 되어 있다. 계산방법은 여러 가지가 있다.

① 하중외력(荷重外力)은 자중과 같이 항상 작용하는 장기하중(長期荷重)과, 지진력·풍압력처럼 단시간 작용하는 단기하중(短期荷重)으로 나뉜다. ② 응력은 장기하중에 의한 장기응력과 단기하중에 의한 단기응력을 고려한다. ③ 장·단기의 두 응력(휨 모멘트·전단력 ·축방향력)에 의해서 생기는 응력도(應力度)가 일정한 재료허용(材料許容) 응력도를 넘지 않도록 각 부재의 단면을 정한다. ④ 허용응력도를 정할 때 단기응력도는 변형(變形)을 고려한 종국적인 수치를 택하고, 장기응력도는 관례나 장기강도(長期强度) ·변형 등을 고려하여 수치를 정한다.

하중

구조계산에서 하중의 계산방법은 다음과 같다. ① 고정하중(固定荷重):건물 각 부분의 자중으로서, 비중(比重)과 용적(容積)으로 계산한다. ② 적재하중:건물의 실제 상황에 따라 정하도록 되어 있다. 그러나 계산상의 편의를 위하여 미리 건물의 종류에 따라 정해 놓은 값이 있다. ③ 적설하중:적설량 1cm에 대하여는 2kg/m² 이상을 잡는다. ④ 풍압력:속도압(速度壓)에 풍력계수(風力係數)를 곱해서 계산하며, 속도압은 60筆h kg/m²(h는 지반면으로부터의 높이)로 계산한다. ⑤ 지진력(地震力):고정하중과 적재하중의 합에 수평진도(水平震度)를 곱하여 그 부분에 가해지는 수평력으로서 나타낸다.

구조계산서

건축구조계산에서 하중의 계산은 다음과 같은 계산서의 형식으로 정리된다. ① 설계기본사항:건물의 평면·단면, 허용응력도, 하중일람표. ② 설계준비계산:설계방침, 평면과 라멘 기호, 단면적·단면 2차 모멘트·강비(鋼比) 등의 계산, 기둥직압(直壓)·지진력. ③ 지진·바람 등에 의한 응력계산. ④ 연직하중에 의한 응력계산. ⑤ 각 부재의 장기·단기 응력의 일람표 및 응력도와, 압축변형의 검정.

이상과 같이 하여 골조 각 부분의 단면이 안전하다고 확인되면 시공할 수 있도록 구조도면(構造圖面)을 작성한다. 그러나 이 구조계산은 여러 가지 연구결과로 점차 변형되어 가고 있다. 또한 세계의 여러 나라는 그 나라 나름대로의 습관이 있고, 또 경험도 무시할 수 없는 요소가 되므로 순수한 계산뿐인 설계는 신중한 검토가 필요하다.