기둥축소량 검토

기둥축소량의 정의

기둥축소량은 기둥이 축방향으로 줄어드는 양이다.

층이 올라갈수록 위의 무게를 더 많이 받아 기둥은 짧아진다.

같은 층이라도 위치에 따라 줄어드는 양이 달라지며, 이 차이가 부등축소다.

세 가지 성분의 합

기둥축소량은 탄성 축소, 크리프 변형, 건조수축의 합으로 구한다.

탄성 축소는 하중과 동시에 생기고, 크리프는 지속 하중에서 시간이 지나며 커진다.

건조수축은 콘크리트가 경화하며 수분을 잃어 길이가 줄어드는 변형이다.

철골 기둥은 크리프와 건조수축이 거의 없어 주로 탄성 축소만 본다.

탄성 축소 계산

기둥 한 층의 탄성 축소량은 응력을 탄성계수로 나누고 높이를 곱해 구한다.

응력 8 MPa, 탄성계수 25,000 MPa, 높이 3,600 mm를 대입한다.

그 결과 한 층의 탄성 축소량은 약 1.15 mm다. 층수가 누적되면 수십 mm 규모가 될 수 있다.

구조 형식별 차이

앞 문제의 답은 절반으로 줄어든다. 탄성계수가 분모에 있기 때문이다.

철근콘크리트 기둥은 건조수축과 크리프가 합쳐져 축소가 크고 장기간 계속된다.

철골 기둥은 탄성 축소가 작고 시공 중에 대부분 끝난다.

같은 층에 두 기둥이 함께 있으면 그 차이가 누적되어 부등축소가 생긴다.

검토 절차

먼저 층별 시공 하중 이력을 단계별로 산정한다.

다음으로 기둥마다 탄성, 크리프, 건조수축을 따로 계산하고 부등축소량을 정한다.

부등축소량은 기둥 길이 가공이나 층 레벨 조정으로 보정한다.

마지막으로 현장 계측값을 예측값과 비교해 다음 층 보정에 반영한다.

다섯 단계는 반복된다. 계측 결과가 예측과 다르면 2단계로 되돌아간다.

정리와 시험 포인트

기둥축소량은 탄성 축소, 크리프, 건조수축을 모두 더한 값이다.

보정은 시공 단계별 해석과 계측 관리로 실행한다.

기출에서는 정의, 문제점, 해결방안과 구조 종류별 보정 방법을 물었다.