1. 무량판구조란?
- 건축구조의 한 종류로, 수직재의 기둥에 연결되어 하중을 지탱하고 있는 수평구조 부재인 보(beam)가 없이 기둥과 슬래브(slab)로 구성된다. 건축구조를 건물에 작용하는 힘에 저항하는 방식으로 구분할 때, 축하중에 의한 구조방식 중의 하나이다.
- 건물의 구조는 크게 기둥이 있느냐, 없느냐로 나뉜다. 기둥 없이 벽이 위층 수평구조(슬래브· slab)의 무게를 지탱하는 구조가 벽식 구조다. 무게를 지탱하는 기둥이 있는 구조는 수평 기둥인 ‘보’가 있으면 ‘라멘(Rahmen)’ 구조, ‘보’가 없이 슬래브와 기둥으로 이뤄져 있으면 ‘무량판’ 구조라고 한다.
2. 아파트 구조형식의 종류 및 특징
구분 | Bearing Wall Structure (벽식구조) |
Beam & Column Structure (기둥식구조) |
Flat Plate Slab (단순무량판구조) |
개념도 | |||
특징 |
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장점 |
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단점 |
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3. 무량판구조의 종류 및 특징
구분 | Flat Slab | Drop Panel | Column Head |
개념도 | |||
특징 |
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장점 |
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단점 |
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4. 무량판구조의 문제점
- 무량판구조의 펀칭전단(punching shear)은 건물의 층을 형성하는 무량판 부분에서 기둥 또는 기둥과의 연결 부분에서 발생하는 전단파괴 현상을 말합니다. 펀칭전단은 주로 무량판구조의 거점화 부분에서 발생하며, 건물의 안전성과 구조적인 정체성에 영향을 미칠 수 있는 중요한 구조적 문제 중 하나입니다.
- 무량판구조는 기둥이나 벽의 제한을 최소화하고 판재를 주요 지지체로 사용하기 때문에, 건물의 층을 형성하는 무량판 부분에 기둥과의 연결 부분이 형성됩니다. 이러한 연결 부분에서는 기둥에 의해 받는 수직 하중과 판재의 반력이 작용하게 되는데, 이로 인해 펀칭전단이 발생합니다.
- 펀칭전단은 기둥과의 연결 부분에서의 전단응력이 크게 집중되어 발생하며, 만약 적절한 강도의 판재와 강화콘크리트 디자인이 이루어지지 않았을 경우에는 구조적인 안전성에 영향을 미칠 수 있습니다. 펀칭전단으로 인한 구조적인 문제는 건물의 부분적인 또는 전체적인 부서짐, 기둥의 침하 또는 변형, 건물의 지속적인 사용에 대한 위험성 등을 초래할 수 있습니다.
- 펀칭전단을 방지하기 위해서는 적절한 무량판 두께와 강도의 판재, 강화콘크리트의 설계 등이 중요합니다. 또한 건물 설계 시 펀칭전단을 고려하여 적절한 보강체의 배치와 크기를 결정해야 합니다. 건축 구조 설계 시 펀칭전단을 고려하는 것은 건물의 구조적 안전성을 보장하기 위해 반드시 필요한 요소입니다.
5. 무량판구조의 펀칭전단(punching shear) 보강방안
- CFRP (Carbon Fiber Reinforced Polymer) 시트: CFRP 시트를 콘크리트 판재의 외부에 부착하여 전단강도를 증가시키는 방법입니다. CFRP는 경량이면서도 높은 강도를 가지고 있어 콘크리트의 전단강도를 향상시키는데 효과적입니다. CFRP 시트를 콘크리트 판재에 부착하는 과정은 비교적 간단하고 시간적으로도 빠르게 진행될 수 있습니다.
- 강화콘크리트 장판: 콘크리트 판재의 외부에 강화콘크리트 장판을 설치하여 구조를 보강하는 방법입니다. 강화콘크리트 장판은 기존 콘크리트 구조 위에 설치되며, 보강재와 콘크리트를 함께 사용하여 강도를 향상시키는 효과가 있습니다.
- 스틸플레이트: 스틸플레이트를 콘크리트 판재의 외부에 부착하여 구조를 강화하는 방법입니다. 스틸플레이트는 강철 재질로서 콘크리트에 비해 높은 강도를 가지고 있어 전단강도를 증가시킬 수 있습니다.
- 외부 보강벽: 구조물의 외부에 추가적인 보강벽을 설치하여 구조적인 안정성을 향상시키는 방법입니다. 외부 보강벽은 콘크리트 판재와 함께 작용하여 구조를 보강하는 역할을 합니다.
- 외부보강은 구조물의 기존 구조에 영향을 미치지 않으면서도 구조적인 안전성을 향상시킬 수 있는 방법입니다. 하지만 외부보강 시 공간의 변화가 있을 수 있으므로, 구조 설계를 수행하는 전문가와 함께 고려해야 합니다. 외부보강 방안은 구조물의 상태와 특성, 보강목적 등을 고려하여 적절하게 결정되어야 합니다.
6. 무량판 아파트 구조형식 확인 방법
- 무량판 구조 형식은 2015년 경부터 아파트에 적용되었습니다.
- 네이버 부동산 사이트에서 본인이 주거하는 아파트를 검색한후 단지정보에서 아파트 평면도 확인가능합니다. 평면도에 회색음영이나 굵은선이 표시되어 있으면 무량판 구조 아파트이며, 네모칸에 X자가 표시되어 있으면 기둥식 구조 아파트이며, 아무런 표시도 없는경우 벽식구조 아파트 입니다.
무량판구조 | 기둥식구조 | 벽식구조 |
회색음영이 표시되어 있으면 무량판구조 | 네모칸에 X자가 표시되어 있으면 기둥식구조 | 아무런 표시도 없으면 벽식구조 |