개념 한 쪽
목구조 관련 문제는 건축의 주요 구조요소 역할과 각 구조형식·재료의 특징을 묻는다. 바닥·기둥·보 등의 역할 구분, 플랫슬랩·쉘구조·프리캐스트 등 공법과 적용처, 철골·콘크리트 등 재료별 장단점을 중심으로 출제 경향이 있다.
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출제기준 단원 「목구조」의 공개 문제 3개를 묻는 꼴별로 나누면 이렇습니다.
| 묻는 꼴 | 문제 수 | 무엇을 묻나 |
|---|---|---|
| 부재의 역할 구분 | 1 | 생활 장소 직접 지탱하는 구조부를 묻기 |
| 보 보강·좌굴 방지 | 1 | 웨브 플레이트 좌굴 방지 재료를 묻기 |
| 공법 구분(공장 제작 vs 현장 타설) | 1 | 공장 제작·현장 조립 공법을 가리기 |
건축의 기본 구성 요소는 역할에 따라 구분한다. 바닥은 생활의 장소를 직접 지탱하고 사람·가구의 하중을 기초로 전달하는 수평 구조부로서 중력에 대한 지지 역할을 수행한다. 벽은 수직 하중 지지 및 공간 구분과 외부 환경 차단 역할을 수행하고, 천정과 지붕은 상부를 덮거나 빗물 차단 등 서로 다른 기능을 맡는다.
수직 요소로서는 기둥이 중요하다. 기둥은 보나 바닥판 등 가로재의 하중을 받아 기초로 전달하는 수직 부재이며, 수평 요소인 보·바닥과 역할을 구분하여 이해해야 한다. 선형의 수직 요소는 구조적 지지뿐 아니라 강조적·상징적 요소로도 사용될 수 있다.
구조 형식과 공법은 구조 성능과 공간성의 트레이드를 설명한다. 플랫슬랩은 보가 없는 슬랩-기둥 시스템으로 공간 활용도와 층고 절감이 우수하나 휨 강성이 낮아 처짐이 발생하기 쉽고 내진 성능이 취약하므로 강성이 좋다는 설명은 잘못되었다. 쉘구조는 얇은 곡면 판으로 넓은 대공간을 지지하므로 체육관이나 전시장 같은 대공간에 적합하다.
공장에서 부재를 미리 제작하여 현장에서 조립하는 공법은 프리캐스트 콘크리트구조로 정의된다. 이 공법은 공기 단축과 품질 관리의 용이성이라는 장점이 있으므로 '공장 제작·현장 조립' 키워드가 나오면 프리캐스트를 연상해야 한다. 한편 철골구조는 강도와 내진·내구성이 우수하나 강재의 열 약성으로 인해 내화 성능이 취약하므로 화재 시 보강 대책이 필요하다.
구조 부재의 상세 보강과 배근 목적도 자주 출제된다. 철골 보의 얇은 웨브 플레이트 좌굴을 방지하기 위해 수직 보강재인 스티프너를 설치한다. 철근콘크리트 보에서는 전단력 저항을 위해 수직 또는 비스듬한 배근인 늑근을 배치하고, 휨 저항을 위한 주근·배력근과는 목적이 다르다는 점을 구분해야 한다. 조적조에서는 통줄눈이 구조적 약점이 되어 균열을 유발하므로 층마다 줄눈 위치를 어긋나게 쌓아 응력 분산을 도모한다.
출제자는 역할 키워드를 직접 묻는 선지를 자주 제시한다. 예컨대 '생활의 장소를 직접 지탱'이라는 문구가 보이면 바닥을 정답으로 선택해야 한다. '수직 요소'와 '구조적 지지'가 동시에 언급되면 기둥을 고른다. '공장 제작, 현장 조립'이라는 조합이 나오면 프리캐스트 콘크리트구조를 선택한다.
플랫슬랩 관련 오답 유의점은 '강성이 좋다'는 표현이다. 플랫슬랩은 보가 없어 공간성은 높지만 휨 강성이 낮아 처짐과 내진 취약이 발생하기 쉬우므로 강성 관련 진술은 반대 여부를 확인한다. 철골구조는 내진과 내구성이 우수하다는 점을 강점으로 기억하되, 내화 성능은 약하다는 점을 놓치지 않는다.
구조 보강 관련 문제는 재료와 형태를 연결하여 풀어야 한다. 웨브 플레이트의 좌굴 방지와 관련한 선지에서는 스티프너를, 전단력 저항 철근을 묻는 선지에서는 늑근을 각각 고른다. 조적조의 통줄눈은 구조적 약점과 균열 유발을 이유로 피해야 한다는 설명을 근거로 판단한다.
철골 보에서 웨브 플레이트(web plate)의 좌굴을 방지하기 위하여 설치하는 것은?
정답 ③ · 철골 보의 웨브 플레이트(복판)는 전단력을 주로 받는 부분으로, 압축력을 받을 경우 좌굴(옆으로 휘어짐)이 발생하기 쉽습니다. 이를 방지하기 위해 웨브 플레이트에 수직으로 보강재를 설치하는데, 이를 스티프너(Stiffener)라고 합니다.
철골 보의 웨브 플레이트 좌굴 방지를 위해 수직 보강재인 스티프너를 설치한다.
조적조에서 통줄눈을 피하는 이유로 옳은 것은?
정답 ② · 조적조 벽체에서 층마다 수평 줄눈이 일직선으로 연속되는 것을 통줄눈이라고 합니다. 이 통줄눈은 구조적으로 약한 부분이 되어, 상부 하중이 집중되거나 건물의 침하, 진동 등이 발생할 때 균열이 발생하기 쉬운 원인이 됩니다.
조적조에서 통줄눈은 구조적 약점이 되므로 상부응력을 분산하고 균열을 방지하기 위해 피해야 한다.
공장에서 철근콘크리트를 재료로 부재를 생산하고 그것을 현장으로 운반하여 조립하는 구조는?
정답 ④ · 프리캐스트 콘크리트(Precast Concrete) 구조는 공장에서 미리 철근콘크리트 부재를 생산하여 현장으로 운반한 뒤, 현장에서 조립하여 완성하는 공법입니다. 이는 현장 타설 공법에 비해 공기를 단축하고 품질 관리가 용이하며, 자재의 손실이 적습니다.
공장에서 부재를 제작 후 현장으로 운반하여 조립하는 공법은 프리캐스트 콘크리트구조이다.
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