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구조설계
개요
구조설계란 건물의 골조 즉, 뼈대를 만드는 작업으로서, 건축 설계를 바탕으로 건축물(구조물)이 그 용도와 기능을 수행하기 위해 안전하고 경제적인 측면을 고려하여 구조계산을 하는 작업이다.
구조설계의 절차는 건축계획에 부합되도록 사용성, 안전성, 시공성, 경제성을 고려하여 합리적인 구조계획을 수립, 설계시 필요한 외력(하중)을 산정, 부재에 발생한 응력과 소요강도 계산, 적절한 부재 단면의 산정, 최종 부재의 재검토 순으로 진행된다.
구조설계의 기본개념
- 구조계획 : 건축계획에 부합되는 합리적인 계획
- 사용성 : 입주자의 쾌적한 활동과 공간의 활용이 되도록 구조부재의 형상 및 배치 와 단면크기 결정
- 안전성 : 각종 하중에 대해 저항강성을 유지할 수 있도록 구조부재의 적절한 배치 계획 및 기초형식 결정
- 시공성 : 구조부재의 단순화 및 모듈화를 통한 현장작업의 최소화 노력
- 경제성 : 건축물별 최적의 구조시스템을 도입하여 공사비 절감에 기여
- 최적기술 및 공법 : 건축물이 시공되는 시기에 개발된 신기술 및 신공법에 대한 검토를 통해 해당건축물의 높은 시공품질 을 확보
구조설계 절차
기본설계
- 발주자와 설계환경에 대한 협의 및 조건검토
- 구조시스템 결정 및 구조계획
- 구조물의 뼈대형식을 결정하는 가장 중요한 단계
실시설계
- 기본설계를 현실화 시키는 단계
- 각 구조부재에 대한 배근 및 부재 크기가 결정되는 단계
- 정확한 물량 산출 가능
상세설계
- 중요 접합부위에 대한 상세설계
- 시공순서를 고려한 구조물 설계 및 가설물 설계
구조도면 작성
- 구조설계자가 직접 구조도면을 작성함에 따른 구조도면 품질 확보
- 중요 구조부위에 대한 상세를 고려한 도면 작성
- 구조도면에 대한 책임 및 향후 현장 구조 감리시 효율성 확보
분류
- 일반구조물 : 건축법시행령의 건축물 용도분류에 의한 숙박시설, 근린생활시설, 종교시설, 의료/교육연구/체육시설, 업무/판매/ 위락시설, 관람집회/전시시설, 공장/창고/위험물저장 및 처리/운수시설, 교정/군사/방송 · 통신시설, 묘지관련/장례시설, 관광휴게/청소년수련시설 등의 구조물에 대한 구조설계를 수행하는 작업
- 대공간 구조물 : 장스팬의 철골 구조물과 철골조 공장 및 창고에 대한 구조설계, 100~200mx100m 정도의 무주공간 시설물인 격납고(HANGAR), 인장 ROD로 지지되는 대공간구조물 등의 구조설계를 수행하는 작업
- 초고층 구조물 : 40층 이상(높이 100m 이상)의 구조물로서 중력하중보다는 지진하중, 풍하중 등 횡력하중에 대한 저항 시스템의 계획 및 설계가 중요함. 주상복합시설, 초고층오피스시설, 100m 이상의 굴뚝, 철탑구조물 등