단위, 하중과 외력, 목재, 금속

 

취급단위

우리나라에서 사용한 도량형은 척관법이었으나 시대의 변천에 따라 피트, 파운드 법도 사용되어왔다. 미터법으로 통일하여 길이의 단위는 mmn, 무리는 lkg을 표준으로 사용해오다 최근에는 si 국제단위로 N(Newton), 응령을 Mpa (Mega pascal)로 시용하고 있다. 

도면 표시 기호

건축에서 사용되는 제도의 표시기호는 세계 공통으로 정하여진 규약이며 꼭 재료명이나 단면 또는 표면을 표시하지 않더라도 그 재료의 종류를 정확하게 알 수 있도록 한 기호 (Symbol)이며, 중요한 기호를 요약하면 다음과 같다.

하중과 외력

구조물에 여러가지 힘으로부터 파괴의 위협을 받는다. 태풍이나 지진과 같이 순간적으로 작용하는 큰 힘, 화재나 수해와 같이 순식간에 흔적도 없이 파괴시켜버리는 재해 그리고 흰개미기와 같이 서서히 보이지 않는 곳에서 응력을 파괴시키는 무서운 힘 등의 자연적 또는 인위적인 파괴력이 끈임없이 작용하고 있다. 따라서 건축물에 작용하는 하중과 외력에 대하여 안전한 구조이어야 한다. 이러한 안전성을 보장하기 위하여 구조계산을 하여야 하는데 먼저 하중과 외력을 정하여 이 하중과 외력 계산에 따른 건축물의 구조 내력면에서 주요한 부분에 생기는 응력을 계산한다. 

 

[설계하중의 종류]

• 시간에 따른 하중 : 장기하중, 단가하중
• 방향에 따른 하중 : 수직하중, 수평하중
• 하중상태에 따른 하중 : 고정하중, 활하중, 지진하중, 적설하중, 풍하중, 토압 및 수압, 온도하중, 유체압 등

 

고정하중 (Dead Load)

건축물 자체의 무게이며, 정하중이라고 한다. 일반적인 건축법 시행령에서 정하고 있는 중량으로 하며 건축물의 갈 부분의 고정하중은 재료의 부피에 비중을 곱하여 구한다. 

 

활하중 (Live Load)

바닥면에 실리는 적재물의 하중으로 균등하게 작용하는 것으로 생각하며, 이를 이동하중이라고도 한다. 

 

적설하중 (Snow Load)

적설의 단위중량은 적설량 1cm 마다 2kg/m2, 강설량이 많은 지역은 3kg/m2로 하고, 적설하중은 적설 단위 하중에 그 지방의 수직최다 적설량을 곱하여 정한다. 지붕 물매(Slope) 30~40˚는 0.75 / 40~50˚는 0.5 / 50~60˚는 0.25를 곱하여 적설하중을 정한다. 

 

풍하중 (Wind Load)

적당한 속도의 바람은 건조, 통풍, 환기 등 인간생활에 매우 중요한 것으로 온, 습도와 더불어 쾌적한 주거환경의 요건이다. 이런 바람을 소위 미풍이라고 하는데, 바람의 속도는 1.5m/sec 정도이지만 만약 미풍의 10배 정도의 풍속이 되면 사람은 걸어 다니기 어렵고 건축물에도 피해를 주게 된다.

 

지진하중 (Seismic Load)

지각의 급변이나 화산 등으로 지각의 표층부가 일부 파괴되고 단층, 융기, 함몰 등의 급격한 변동이 근원이 되어 지각 내부를 전파하는 파동 및 그로 인하여 지각에 일으킨 격렬한 운동이 지진이다. 지진은 초기에 적은 움직임으로 시작되어 진동이 온다. 일반적으로 진동은 진폭에 따라 정해지는데 파괴력은 지진파의 가속도로 인하여 생기지만 진폭이 적으면 파괴력도 적다. 진폭이 크면서 가속도가 클 때 파괴가 발생하고 건축물이 도괴하는 진폭은 보통 cm 이상 일 때이지만 지반에 따라 차이가 있으며 지진력은 가속도에 비례하는 것으로 나타난다.

 

 

 

응력의 구성

건축물은 장기적으로 작용하는 고정하중, 적채하중 등의 장기하중에 대하여 안정해야 될뿐더러, 적설하중, 풍압력, 지진력 등의 단기 하중에 대해서는 안전해야 된다. 각 응력의 구성은 건축법 시행령 중에서 규정하고 있다. 

 

 

목재의 부후와 방부

부후균 중 가균이 건물에 피해를 주는 균으로 습기가 많은 곳을 좋아하고 습기가 적은 곳을 좋아하는 것이 있는데 이를 건부와 습부라고 한다. 건부는 목재를 표백색으로 변색시켜 건조상태인 것처럼 보이게 하지만 습부는 적색 또는 청색으로 변화시킨다. 이러한 균들이 번식하는데 적당한 온도(20~30℃)와 습도(80% 이상) 그리고 수분(20% 이상)과 양문이 필요하다. 이 중 한 가지라도 차단되면 생존할 수 없게 된다. 목재의 방부에는 가공적 방부와 구조적 방부 2종류가 있다. 가공적 방부엔 목재의 표면 또는 삼재부가지 방부처리를 하는데 그 방법은 다음과 같다. 

칠하기 : 목재면에 피막을 형성하여 공기 및 습기의 침투를 방지함으로 방부를 한다.

표면처리 : 목재 표면을 연소시켜 탄소의 층을 만들어 균의 발생을 막는다.

방부제 침지 및 가압주입 : 방부제 주입법에는 상압법과 가압법이 있다. 상압법은 끓는 약액 속에 침지시키는 방법이며, 가압법은 압력을 가해 이루어지기 때문에 침투속도가 빠르다. 침지액은 크레오소트오일(7일 이상 침지시킨다), 염화아연, 단반 등이 사용된다. 

 

금속의 부식과 방식

금속이 접촉하는 매개체와 화학반응으로 비금속 화합물로 변화하고, 액체 매질 중에서 용해되어 표면보다 변질되는 현상을 부식이라 한다. 금속의 방식에는 물리적인 방법과 화학적인 방법으로 분류할 수 있다. 물리적 방식법은 표면에 칠을 하거나 녹여 붙이는 방법으로 방식 재료로는 페인트, 아스팔트, 콜타르, 시멘트액, 법랑 등이 있고, 특수 방식법도 있고 화학적 방식법은 금속면에 내식성의 피막을 생성시키는 방법이 있다. 

 

 

 

 

 

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