Ⅰ. 건축시공기술사 서술 서브노트 #1 : 고강도 콘크리트 폭렬현상 일반사항
1) 개 요
① 콘크리트의 폭렬현상이란 화재시에 콘크리트내부 고열로 인해 온도가 상승하지만 수증기가 방출되지 못해 폭발적으로 콘크리트가 떨어져 나가는 현상이다.
② 콘크리트의 배합, 타설, 내화피복 등의 방법으로 폭렬현상을 방지할 수 있으므로 이 대책을 고려한 시공을 해야한다.
2) 폭렬현상 발생 메커니즘
- 화재발생 -> 콘크리트 내부수증기 미배출 -> 수증기압 상승 -> 수증기압이 콘크리트 인장강도보다 높은 -> 폭렬현상
Ⅱ. 공강도 콘크리트의 폭렬현상의 특징
1) 폭렬현상의 분류
① 점진적 폭렬 : 수증기압 이론(콘크리트 자유수, 결합수 증발), 골재변형이론(서로다른 열팽창율 골재), 열응력이론(비선형적 온도분포)
② 폭발성 폭렬 : 폭발성 이론(일방향 고온에 의한 압력), 삼투압 이론(내부공극 수증기 증발과 골재 팽창)
2) 보통/고강도 콘크리트의 고온 특성 비교(그림)
- 보통 콘크리트 : 600도 이상이 되어도 거의 변화 없음
- 고강도 콘크리트 : 300도 이상에서 폭렬발생 지속
Ⅲ. 폭렬현상의 방지대책
1. 콘크리트 배합시 대책
1) 내화성 골재의 산정
- 석염질 화강암 등은 화재에 취약
- 부순모래, 순환 잔골재는 폭렬에 취약
- 흡수율 낮은 골재, 안산암 등 사용
2) 수분과 잔골재 적게 배합, 골재사이로 수증기 유도
- 골재 사이로 수증기 이동 가능 그림
3) 수분함유량을 3% 이하로 유지
- 내부의 수분이 생성하는 수증기압 발생 차단
2. 콘크리트 타설시 대책
- 원심성형에 의한 콘크리트 타설 : 콘크리트 내부의 잉여수가 방출되어 수분함유량 감소 -> 수증기압 감소
- 유기질 섬유 혼입
3. 온도상승 저감, 비산방지 대책
1) 보드/패널 부착공법 : 외부 마감재를 이용하여 물리적 차단, 온도상승 저감
2) 내화도료 공법 : 내화도료는 화재시 불연성 기체를 방출, 체적이 팽창(50~100배)
3) Metal Lath, 탄소섬유
- 메탈라스를 주철로 주변에 시공 -> 비산방지, 횡구속
- 탄소섬유, 유리섬유를 통한 비산 방지
Ⅳ. 결 론
① 폭렬현상은 고온, 콘크리트 공극, 함수율과 형상의 원인으로 발생한다. 대책으로는 콘크리트를 배합관리하고, 원심성형하고, 내화도료, 패널을 설치하고 메탈라스를 설치한다.
② 최근 건물의 고층화, 대규모화에 따라 특히 초고층 건축물에서 고강도 콘크리트 사용이 증가하고 있다. 하지만 폭렬현상에 대한 시공상 관리는 현장에서 제한되기에 콘크리트 재료의 개발을 통해 시공성과 효과를 모두 얻을 수 있도록 해야한다.
Ⅰ. 건축시공기술사 서술 서브노트 #2 : 노출콘크리트 개요
① 노출 콘크리트는 특유의 매력으로 인해 최근 도서관, 카페, 연구소 등 다양한 건물에서 적용중이며, 앞으로도 활용도는 점차 확대될 전망이다.
② 이러한 노출 콘크리트의 미적기능을 극대화하기 위해 시공단계별 관리사항을 준수하여 현장기술자의 단편적인 경험에 의해서만 품질 관리가 되지 않도록 해야한다.
Ⅱ. 공사단계별 노출 콘크리트에 미적 영향을 주는 요소
- 거푸집 : 거푸집 자재, 표면질감, 줄눈상태, 콘 주위 상태
- 철근 : 피복두께, 녹물유출여부, 균열예방을 위한 보강근
- 콘크리트 : 시멘트 색상, 골재크기, 바이브레이팅, 균열 방지
- 거푸집 : 선과 면에 영향
- 콘크리트 : 면과 양에 영향
- 철근 : 점에 영향
- > 거푸집, 콘크리트, 철근의 요소가 점, 선, 면, 양의 아름다움을 표현
Ⅲ. 노출 콘크리트 벽체의 시공품질 고려사항
1. 거푸집 관리사항
1) 거푸집 분할을 통한 균형미 확보
① 벽체면적 고려 거푸집 분할 : 수평은 중앙에서 단부로, 수직은 하부에서 상부로
② Shop Dwg 검토 : 개구부 고려, 일정하게 검토
2) 먹매김 관리를 통한 색상 일체감
- 폼타이 간격 등 먹매김시, 콘크리트 표면에 묻어나지 않도록 백색 등 콘크리트와 동일색상을 사용 -> 콘크리트 면 색체 일체감 확보
3) 거푸집 변형방지를 통한 직선미 확보
- 폼타이 체결상태 확인
- 거푸집 기둥 밑잡이 등으로 고정 철저 -> 콘크리트 면 직선미 확보
4) 정밀한 거푸집 탈형을 통한 마감면 통일감 확보
- 일반 거푸집 공사처럼 탈형시 표면 파손 우려
- 코너부위 파손되기 쉬우므로 주의 요망
- 줄눈 오픈박스 등 건조 후 탈형 -> 현장 작업자 교육 철저(가장 큰 미적요소)
2. 철근 관리사항
1) 철근 피복두께 추가확보
- 설계도서 기준 +10mm 유지 -> 콘크리트 충전성 향상 -> 균등한 콘크리트 면으로 통일성 증대
2) 철근 녹물 유출 방지
- 철근 결속선을 안으로 구부려 시공 -> 철근 녹물 콘크리트 면 유출로 시각적 아름다움 저해 방지
3. 콘크리트 관리사항
1) 재료선정 및 배합비 준수
- 동일회사, 동일종류의 레미콘 사용
- 동일한 골재, 입도, 입형 확인(레미콘 공장)
- > 동일한 색상, 질감의 콘크리트면 형성 : 일체감 형성
2) 타설 및 다짐기준 준수
① 벽체타설간 Tremie Pipe 이용하여 타설
② 하부로부터 고주파 진동다짐 실시
③ 측압 최소화 관리
④ 연속타설 및 완료시간 준수 : 90~120분
3) 콘크리트 마감
- 발주자의 요구에 따라 발수제, 투명코팅 실시 : 색채 균일성 확보
Ⅳ. 결 론
① 노출콘크리트는 점, 선, 면, 양의 디자인 4요소를 통하여 콘크리트 그대로의 아름다움과 특유의 질감을 미적 요소로 하는 공법이다.
② 디자인, 아름다움에 가장 중점을 가지고 철근, 거푸집, 콘크리트 품질관리를 통해 색채의 균일성, 통일성, 직선미 및 mass가 주는 아름다움을 갖도록 시공해야 한다.
Ⅰ.건축시공기술사 서술 서브노트 #3 : 지진 일반사항
1) 개 요
① '08년 쓰촨성에서 발생한 지진은 규모 8.0에 6500명이 사망하고 450만동 이상의 건물이 파괴되었다. 건축물의 지진을 줄이는 노력이 중요하다.
② 지진을 감당하느냐, 제어하느냐,피하느냐에 따라 각기 다른 공법으로 건축물을 제어한다. 각 특징을 파악하여 적절한 공법을 적용해야 한다.
2) 지진발생 및 전달 Mechanism
- 지구 내부 에너지 -> 진앙에 전달 -> 지표면 진동
- > 진원에서 발생한 에너지가 지표면에 상대적 피해를 준다
3) 국내의 지진발생 추이 및 대응실태
- 국내 지진발생은 지속적으로 증가(2010년 93건에서 2018년 252건)
- 내진성능확보율은 주택 6.9%, 학교는 15.8%, 의료시설은 41.1%
- 지진발생 증가에 비해 건축물의 내진성능은 부족하다.
Ⅱ. 지진이 건축물에 미치는 영향
- 건물외부 : 필로티 기둥 전단파괴, 창문 주위 전단균열, 창호 C/W 손상 및 뒤틀림
- 건물 내부 : 진동에 의한 구조물 손상, 전기, 설비, 배관 피해, 내부 타일
- 지하부, 기초지반 : 피트층 단주파괴, 액상화현상, 기초손상
Ⅲ. 내진, 제진, 면진구조의 비교
1. 내진구조(Earthquake Resistant Structure)
1) 개념 및 정의
① 구조물의 강성을 증가시켜 지진력에 저항하는 방법
② 부재의 단면 증대, 중량증가 설계
2) 내진구조의 설계요소
① 라멘구조 : 기둥과 보의 강성접합
② 전단벽구조 : 수평력을 전단면과 골조가 동시에 저항하는 방식, 강성을 높이고 연성을 낮추고 유의가 필요
③ 구조체 튜브 시스템 : 골조, 가새이음, 묶음 튜브로 수평력 휨응력 저항
3) 시공 간 고려요소
- 기둥, 보, 접합부의 강성 필요
- 폐쇄형 스트립, 띠철근보강, 135도 이상의 갈고리
2. 제진구조(Seismic Controlled Structure)
1) 개념 및 정의
① 특별한 장치나 기구를 이용하여 구조체에 전달되는 진동을 흡수
② 건물의 고유주기를 장주기화
2) 제진구조의 설계기준
- Active 제진 : 구조물, 진동에 맞추어 제어
- Passive 제진 : 감쇠기를 내, 외부에 설치
3) 시공간 고려요소
- 스프링과 댐퍼를 이용하여 액티브/패시브 TMD 형성
- 기존 패스비 제진에서 액티브 제진으로 변경 필요
3. 면진구조(Seismic Isolated Structure)
1) 개념 및 정의
- 건물과 지반사이에 전단변형철물 이용하여 지반과 건물을 분리
2) 면진구조의 설계요소
- 감쇄장치
- 기초분리장치
3) 시공간 고려요소
① 면진장치는 평면형태/입면형상/기둥위치 등 고려
② 면진구조로 인한 최대 변위 150mm 고려
③ 설비, 배관 E/V등은 면진장치와 간섭 없도록 설계
Ⅳ. 결 론
- 내진 : 강구조 접합, 전단벽, 튜브 시스템
- 제진 : 액티브/패시브 TMD
- 면진 : 감쇄장치, 댐퍼
- 각 장치를 이용하여 내진설계를 실시하며 각종 신기술 발전과 지속적인 관심이 필요하다.