개념 한 쪽
전산응용건축제도기능사 구조재료의 분류 — 콘크리트·철근·목재·벽돌의 성질과 규격
구조재료는 콘크리트와 철근, 목재, 벽돌로 크게 나뉘고 재료마다 강한 방향과 약한 방향, 지켜야 할 규격이 다르다. 분류 문제는 재료 이름을 외우는 일이 아니라, 어떤 힘에 강하고 어떤 치수로 쓰이는지를 재료별로 짝지어 두는 일이다.
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뜻
콘크리트는 압축에는 강하지만 인장강도는 철근의 약 1/10 수준으로 매우 작다. 잡아당기는 힘에 약하기 때문에 인장력이 걸리는 자리에는 철근을 함께 넣어 보강한다. 콘크리트는 알칼리성이어서 철근 표면에 부동태 피막을 만들어 부식을 막는다. 산성이라고 설명하면 반대다. 일정한 하중이 계속 걸릴 때 시간이 지나며 변형이 늘어나는 크리프도 콘크리트의 대표적인 장기 거동이다.
철근은 콘크리트와의 부착으로 힘을 전달한다. 부착강도는 콘크리트 강도 하나로 정해지지 않고 철근 표면 형상, 매입 길이, 간격, 피복 두께가 함께 작용한다. 이음길이는 콘크리트 압축강도가 높을수록 짧아지므로 압축강도와 무관하다는 설명은 틀리다. 인장력이 작은 곳에서 이음하는 것도 철근 배근의 기본 원칙이다.
목재는 열전도율이 낮아 단열재로 우수하고 가공하기 쉽다. 제재치수에서는 두께 60mm 미만이면서 너비 180mm 이상인 재목을 널재라고 부른다. 목구조에서 토대와 기둥을 잇는 자리는 수직하중을 전달하면서 수평으로 빠지지 않게 해야 하므로 짧은 장부 맞춤이 적합하다. 이음 부위가 서로 벌어지지 않도록 원형이나 각형의 가늘고 긴 나무못을 박아 보강하기도 한다.
벽돌은 표준형이 길이 190mm, 나비 90mm, 두께 57mm이고 줄눈은 보통 10mm로 본다. 쌓기 방식에 따라 벽두께가 달라지며 1.5B 쌓기의 벽두께는 약 290mm, 곧 29cm로 잡는다.
예제
선지 판단은 재료의 강점과 약점을 뒤집은 문장에서 갈린다. 콘크리트의 인장강도가 크다거나 콘크리트가 산성이라 철근이 부식한다고 하면 틀린 설명이다. 철근 부착강도가 콘크리트 강도만으로 결정된다거나 이음길이가 압축강도와 무관하다고 해도 어긋난다. 목재의 열전도율이 커서 단열에 불리하다는 서술도 반대이며, 토대와 기둥의 연결에 통 맞춤을 고르는 것도 수직하중 전달과 수평 이탈 방지라는 역할에 맞지 않는다.
자주 묻는 물음
- 콘크리트는 인장에 약한데 철근과 어떻게 함께 쓰이나요?
- 콘크리트는 압축강도가 크고 인장강도는 철근의 약 1/10 수준으로 작습니다. 그래서 잡아당기는 힘이 걸리는 자리에 철근을 넣어 보강합니다. 콘크리트의 알칼리성은 철근에 부동태 피막을 만들어 부식을 막는 역할도 합니다.
- 철근 이음길이는 무엇에 따라 달라지나요?
- 콘크리트 압축강도가 높을수록 부착력이 커져 이음길이가 짧아집니다. 부착강도는 여기에 철근 표면 형상, 매입 길이, 간격, 피복 두께가 함께 작용해 결정되며, 인장력이 작은 곳에서 이음하는 것이 기본입니다.
- 목재의 널재는 어떤 치수이고 왜 단열재로 쓰이나요?
- 널재는 두께 60mm 미만이면서 너비 180mm 이상인 재목입니다. 목재는 열전도율이 낮아 열을 잘 통하지 않으므로 단열 성능이 우수하고 가공성과 비강도도 장점으로 꼽힙니다.
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