건축구조일반

[바니디자인]

제1장 개 론

1.1 건축( build, architecture)

  건축물을 만드는 행위 즉 건축물을 신축(new construction), 증축(addition), 개축(rebuilding), 재축(reconstruction), 또는 이전(removing and reconstructing)하는 것을 말한다.원래 건축(architecture)이란 말은 그리스어의 "architekton"또는 라틴어의 "architetura"에서 유래된 말로서 "archi"는 "大"를, "tectura"는 기술을 뜻한다. 건축은 건축하는 방법과 장식등에 있어서 미술적인 기술을 응용하여 미적인 효과를 목적으로 하고 있으므로 미술의 일종으로 취급하고 있다. 그러나 일반적으로 미술 중에서도 회화나 조각이 직접 생활에 필요한 것이라기 보다는 오히려 보기 위한 것으로 순예술 또는 자유 미술이라고 하는데 대하여, 건축이나 공예는 생활상에 필요한 것, 실제로 사용하는 것이라는 점으로 발전해 온 까닭에 실용예술 또는 응용예술이라 하여 전자와 구별하고 있다. 그러나 건축은 다른 미술과 같이 사용하는 재료, 시대, 나라, 풍토, 목적 등에 따라 각각 그 특징을 가지고 있다.

1.2 건축공학

건축이라는 것은 미(美), 구조(構造), 기능(機能)의 세 요소로써 파악된다. 즉, 건축은 일면 미학의 한 대상이 되는 동시에 다른 면에 있어서는 공학의 한 대상이 된다. 따라서, 건축공학은 기술과 미술 또는 용도에까지 전개되면서 이른바 과학과 기술의 결합으로 이루어지는 학문이라 하겠다.

 1.2.1 미적 분야 ( 美的 分野 )

건축미 즉, 건축의 예술성은 고래로 건축적 연구의 최대 요건으로서 그 본질은 어디까지나 주관적이다. 가령 다른 요건을 구비해도 예술성이 없는 것은 공작물에 지나지 않으며 건축이라 할 수 없다. 설계제도가 건축교육의 본래 사명이라는 생각은 설계에 의한 인간 생활의 합리화, 신선화, 평안화, 풍부화, 고급화 등에 근거를 두고 있음은 말할 필요도 없다. 의장학(design), 미학(aesthetics), 소묘(dessin), 미술을 기초로 하여 설계 제도학이 전개된다. 또 역사적 방면으로 고찰하는 건축 역사학이 있고, 건축 설계제도는 종이에 건축형태를 구현한 기술적인 행위로서 건축가의 최대노력이 여기에 쓰인다. 근래에 와서 많은 발전을 한 도시설계, 조경학, 실내 장식등은 이 건축의 미적 분야에서 파생된 것이다. 설계라는 이름의 근원을 바탕으로 자연발생적으로 발전한 것에 건축 의장학, 건축 색채학 등의 학문이 있다.

 1.2.2 구조적 분야 ( 構造的 分野 )

구조와 구조계산으로 나눈다. 구조는 사용재료의 접합 및 연결물에 대한 총괄적 연구와 단순화를 바탕으로, 기초로부터 마무리에 이르는 요소의 구조적 시공방법을 검토하는 광의의 구조 설계학으로서, 건축가가 되기 위한 가장 필수적인 기초학으로 실학적 입문적인 건축일반구조, 건축학(협의), 건축구조학 등이 있다. 근대 공학의 대상으로서 수학, 역학에서 출발하여 응용역학, 재료역학, 구조역학, 건축 구조학등이 여기에 속한다.

 1.2.3 기능적 분야 (機能的分野)

계획학, 설비학, 일조학, 음향학 등이 이에 속하며, 물리학, 화학, 생물학 등을 기초로 검토되고 있으나, 구조 계산에 비하면 떨어지고 그 진전이 부진하다. 건축설비는 인체에 비유하면, 마치 신경계통이며, 혈관 계통이기도 하고 오장육부와도 같은 것이다. 그 가운데 단 하나가 없거나 고장이 나도 생명을 잃는다.

 1.2.4 기타분야 ( 其他 分野 )

사학, 재료학, 시공, 건축경제, 법규, 도시 계획등이 있다. 도시개조는 계획으로 시작하여 구획정리로 끝난다.건축재료는 구조, 장식에 적재를 적소에 써서 그 진가를 나타내도록 한다. 건축 시공학은 오로지 재료를 변환하여 그 가치를 높이기 위한 경제적 행위 또는 활동과 기타 여러 가지 사항을 다루는 것이고, 따라서 실천기술, 즉 실습이 훈련되어야 한다.건축적산은 설계도서에 따라서 건축공사비를 계산하여 예측하는 일이고, 건축물의 소요수량에 치중할 때는 적산이라고 하고, 가격을 매기는데 치중하는 것을 견적이라 구별하기도 한다.  

1.3 건축구조학

1.3.1 건축구조학의 의의

건축은 미, 구조, 기능의 합리적인 구현체가 되어야 한다. 건축 구조학이란 건축물을 여하한 방법으로 그 목적에 적법하도록 만들어 낼 것인가를 연구하는 학문이다.  건축 구조학은 이러한 건축의 여러 가지 요인을 가장 경제적으로 이룩할 수 있는 건축적 구성기술을 연구하는 것이다. 어떤 건축 재료를 사용하여 그 재료의 성능을 최대한으로 발휘시키면서 건축물의 적당한 부분에 어떻게 사용할 것인가를 연구하는 것으로 건축물의 구조에 관한 기술적 학문의 모든 분야를 총망라한 것으로 대단히 광범위한 학문이다.  

 1.3.2 건축 구조학의 목적

건축구조에서 중요한 것은 건축물을 자연적, 인위적인 파괴작용으로부터 보호하는 일이다. 즉, 건축구조의 목적은 이와 같은 파괴력에 대하여 건축물을 견고하게 구축하여 건축물 본래의 사명을 안전하게 발휘시킴과 동시에 그 내용연한을 최대한도로 연장시켜 주는 점에 있다. 건축구조는 이러한 역학적 구조만이 아니라, 미, 기능, 경제를 잘 살펴 조화가 된 건축물을 구조적으로 형태화하는데 건축구조학의 진가가 나타날 것이다. 그리고 건축물은 단순한 건축물은 일반적으로 입체구조부, 기초, 일반 구조부, 건축설비로 구성되는 것으로 다음과 같다.

   1.주체구조부 : 건축물 자신의 자체하중(고정하중)과 사람 및 물건 등의 하중(적재하중)을 떠받치고, 적설, 풍압, 지진등 외부의 압력을 지탱하기 위한 구조부로  주요한 벽, 기둥, 마루, 대들보, 지붕 및 계단 등을 말한다.

   2.기초구조부 : 주체구조에 작용하는 힘을 안전하게 지탱하고, 지반에 전달하는 구조부를  말한다.

   3.일반구조부 : 건축 공간의 구성요소 중 주요 구조부와 건축 설비를 제외한 나머지 구조부를 말하며, 건축물의 여러 가지 기능 등의 요구를 충족시키는 데  중요한 부분이다.

   4.건축설비 : 건축물 내의 기능, 환경을 한층 더 양호하게 하고 건축의 성능을 높이는 데   필요한 것으로 전기, 가스, 급수, 배수, 공기조화, 소방, 위생, 승강기, 통신등의 설비를 말한다.

 1.4 건축구조의 분류

 1.4.1 건축구조

일반적으로 건축물은 목조, 조적조, 철근콘크리트조, 철골조 등으로 대별하고 있지만 , 이것은 그 주요 구조부의 축조재료로써 분류하는 것이다. 그러나, 한 건축물은 그 주요부의 재료가 전부 통일되는 것이 아니므로 건축구조는 보는 견지에 따라 여러 가지로 분류할 수도 있다.

 1. 구조 ( structure, construction)

건축물을 구성하는 요소중 하중, 외력에 저항하는 것을 주목적으로 공간을 형성하는 것이다. 기둥, 보, 벽등을 지칭하며 뼈대와 동의어로 쓰이기도 한다. 건축물의 설계에 있어서 역학적인 안정성을 확보하기 위하여 검토하고 공간 구성물을 이룩하는 구조설계의 부문이기도 하다. 건축물의 건조, 조립을 뜻하고 구성이란 뜻도 내포하고 있다.

 2. 구법 ( structural engineering, construction method)

건물의 구성방법, 곧 재료 및 부품을 조립하여 건물을 꾸미는 방법을 구법이라 한다. 이 말은 1952년에 발간된 일본 '구법'이란 책에서 비롯된 말로 구법은 보통 일반건축구조 또는 건축구조법이란 말을 간략히 줄이고, 주구조체와 마무리 치장 상호관계를 동시에 다룬다는 뜻이 내포된 것이다. 구법은 구조법, 구조공법을 줄인 말로 볼 수 있다.

 3. 공법( construction method)

건물의 조립법, 꾸밈새, 시공법 등을 말하며, 광의로는 구법을 포함한다.

제2장 건축구조요건

건축물에서 주체 또는 주체구조는 수장, 창호, 설비 등을 제외한 주요부를 말하며 구체라고도 한다. 건축물을 구성하는 방법에서 그 대상으로는 건축물이 어느 것인가에 따라 하나하나 건축물의 구체 각부 구조가 구비해야 할 조건을 고려한다. 구체라는 것은 기둥, 보, 기초 등 건축물의 골격을 형성하고 있는 골조와 바닥, 벽 등 건축물의 쉘터로서의 역할을 나타내고 있는 부분의 총칭, 즉 건축물의 기본이 되는 틀의 공간을 주위에서 구획하는 것이다. 구체는 기둥, 보, 기초 등과 건축물의 골격이 될 골조로서 바닥, 벽 등 건축물의 역할을 수학적, 역학적, 물리적 관념에서 출발하기 때문에 건축물이 필요한 모든 성능을 만족할 재료역학, 구조역학 등의 근거에 필요한 건축 구조에 다음의 요건을 만족해야 한다.

2.1 안전성(安全性) : 건축물이 인간생활의 용기라는 점에서 건축구조는 먼저 인간을 안전하게 수용할 수 있는 것이라야 한다. 거주자의 안전성은 일상생활뿐만 아니라 지진, 태풍, 화재등의 재해시에 특히 중요하다. 이와 같은 긴급한 재해에 대해서는 우선 건축자체의 붕괴, 연소에 대한 안전성과 같은 기본적 조건에서 검토되지 않으면 안된다. 구조체는 안전함과 동시에 수축, 팽창, 기초의 부동침하, 지반의 동상 등에 의한 내부 응력의 변화에 대해서도 여력을 가질 필요가 있다. 또 번개, 화재, 도난 등에 대한 적당한 방호도 고려되고, 부식, 녹슴, 풍화 등에 대한 대책도 필요하다. 건축물이 사람의 생명을 보호하기 위해서는 고정하중과 적재 하중등, 상시하중과 임시하중 등에 대한 충분한 강성을 확보해야 하고 또 이들 하중을 기초에 의해 안전하게 지반에 전달되어야 한다. 하나의 건물에서는 모든 요구가 모두 잘 충족된다고 할 수 없다. 요구의 중요성에서 점차 목적을 만족시키에 하면 서로 모순되는 요구를 어떻게 통합하느냐 하는 종합적 방법이 건물 전체의 가치를 결정하는 것이다.

2.2 거주성 : 일반적으로 건축물의 역할은 기상의 조건, 즉 비, 눈, 폭풍, 온도, 습도의 변화를 막고, 일조 통풍의 쾌적한 조건을 행할 수 있는 차단성, 방수, 단열, 차음, 채광, 통풍 등 물리적 성능의 확보가 필요하다. 그리고 불쾌한 소음 진동 등도 방지할 수 있도록 고려하지 않으면 안된다. 거주성에 관한 요구는 건물중에서 사람이 쾌적하게 생활하기 위한 요구이다. 건축물 내부에 쾌적한 환경을 만들어 거주성을 높이기 위해서는 건축물 자체가 자연현상의 작용을 차단하거나 필요에 따라 통과시킬 수 있는 제어성능을 갖추어야 한다. 즉, 방수, 단열, 방음, 채광, 통풍등의 물리적 성능을 확보할 필요가 있다. 또 색상, 형태, 감촉등 감성과 그림 거주성을 해치는 외부인자의장면에서도 충분한 배려를 하여 거주성을 높여야한다.

2.3 내구성 : 건물의 설계시에는 예정한 연수만큼 만족하게 사용하기 위해서는 건물은 어떻게 만들면 될 것인가 하는 것이 중요한 문제가 된다. 제일 문제가 되는 것이 내용한정의 판정이다. 건축물에 대한 욕구와 규모는 사회변천에 따라 달라지므로 이용면에서 볼 때 영구불변일 수는 없으나, 예정된 사용연한까지 가치를 발휘해야 한다. 즉, 자연계의 풍화 현상을 비롯하여 균열, 마모등 재료의 성질에 따르는 열화나 화재등에 대하여 되도록 완강하게 해 줄것이 요망된다. 건축물에 요구되는 성능과 그 정도는 필요한 만큼 시대적 요구에도 변화되지 않고 건축물의 소모품이 없도록 전제하며, 사용 조건 대책으로서는 자연계의 풍화 형상으로 부후, 마멸 등 재료 성질 원인은 열화와 화재에 대해서 완강히 저항할 수 있도록 하고, 내후성, 내용성에도 역학적 성질과 물리적 성질에 충분히 지탱할 수 있는 보증과 또한 우리들이 안심하고 건축물을 이용할 수 있어야 한다.

2.4 경제성 : 사람이 하는 모든 경제 활동이 그러하듯이 건축생산 활동에 있어서도 경제적이라는 원칙이 예외일 수는 없다. 건축구조는 인간생활과 같이 발생하여 발전해 왔으나, 새로운 재료가 발견되어 만들어 낼 수 있는 건축구조의 진보와 새로운 공법이 개발되는 것에 의한 기술의 진보와 더불어 오늘날의 상태에 달했다. 새 건축재료의 생산과 그에 따른 공법의 개발이 맞물려 오늘날의 건축물로 발전되었지만 그 근원이 경제에 있음은 말할 나위도 없다. 건축물이 기능이나 성능면에서 동일할 때에는 싼 것을 선택하는 것은 너무나 당연한 일이다.  특히, 최근에는 단순한 코스트만이 아니고, 공기나 재력을 포함한 경제적 효과가 문제되어 있다. 일정한 성능을 만족할 만한 중에서도 경제적으로 가장 안가의 선택을 원칙으로 하고, 건축구조의 평가에 행할 실제 체크 포인트를 잊어서는 안된다. 특히 최근에는 그 비용만큼 안정되도록 공기에 힘을 다하여 경제 효과의 문제를 고려해야 한다.

제3장 구조방식분류

3.1 구조재료에 의한 분류

3.1.1 벽돌조 (brick construction)

  기초 위에 모르타르로 벽돌을 쌓아 벽체를 만들고, 지붕과 바닥을 목조, 철근콘크리트조 혹은 철골조로 한 구조물을 벽돌구조라 한다. 벽돌 구조법은 실용상 미관상으로 블록, 석재, 타일 등을 섞어 쓰기도 하고 담장, 굴뚝, 기타 여러 구조물을 축조하는데 많이 이용된다.

(1)장점 : 공기가 짧고 구조방법이 간단하며 시공이 용이하다. 외관이 아름답고 경쾌하며 가장 인간생활에 이상적이다.

(2)단점 : 내구력이 부족하나 압축강도는 사용 재료중 가장 높다. 부패하기 쉬우므로 방수를 해야하며 화재에 주의하여야 한다.

벽돌조 건물은 목조 벽돌에 비하여 벽 두께가 두꺼워서 실내 면적이 상당히 줄어들고 건물의 자중이 크며 풍압, 지진, 수평에 약하므로 3층 건물 이상은 부적당하고, 내화·내구적이고 연직력이 강하며 외관이 장중 미려하고 구조 시공법이 간단하여 벽이나 개구부에 널리 사용하고 있으나 제한 규정에 따라야 한다.

3.1.2 블록조(block construction)

   블록 구조는 벽돌과 같은 방법으로 블록을 쌓아 올려 벽체를 만드는 조적식 구조법의 하나이다. 모르타르 또는 콘크리트로 만든 블록을 쌓아 벽체를 구성한 것을 블록구조라 한다. 블록구조는 오래 전부터 간단한 구조물에 이용되었지만, 근래에는 철근 콘크리트로 보강하여, 각종 건축물 벽체에 널리 쓰이고 있다.

(1)장점 : 내화, 내구, 경량 등에 있고 또 시공이 간편하여 공사비용을 절감할 수 있다

(2)단점 : 흡수에 의한 팽창, 수축으로 균열이 생기기 쉽고 횡력에 약하다.

바닥, 지붕 등은 목조나 철골조 또는 철근콘크리트조로 한다. 이 벽은 상부에서 오는 하중을 받아 기초에 전달하는 내력벽으로서 소규모 건물(주택) 2층 정도를 한도로 하고, 큰 건물에는 부적당하다.

3.1.3 돌구조(stone construction)

  돌구조는 돌을 쌓아 올려 벽체를 만드는 조적 공사의 하나로 석조건물은 내화적이고 내구성이 크다. 예전에는 석재만으로 벽체를 만든 순수석조 많았지만 근래에는 벽 뒷면에 벽돌쌓기를 하거나, 철근콘크리트조 벽체의 겉쌓기로 이용된다. 또 건축물의 내·외장재로 얇은 판돌을 붙여대는 경우도 많다.

(1)장점 : 강도가 크고 내구적이며 내마모성이나 미관상 탁월한 성질을 가지며 또 돌구조는  장중·미려할 뿐만 아니라 방한·방서적인 특징이 있다.

(2)단점 : 횡력과 진동에 약하며 가공이 쉽지 않고 시간이 오래 걸려 공사기간이 상당히 길어지며 넓은 가공장소가 필요할 뿐 아니라 매우 고가이다.  

석조 건물은 내화적이고 내후성·내구성이 클 뿐 아니라 외관이 장중 미려하여 관청사·종교건축·기념관·학교·금융기관 등 내외장재 및 건축물의 구조재로 쓰이고 있으나 공사 기간이 길고 고가이다. 특히 창문 갓둘레, 바닥, 층계의 장식재로 많이 사용되고 있다.

3.1.4 목조(timber construction)

인류가 지상에 건축을 시작한 이래 가장 손쉽고 오랜 동안 이용해 온 것이 목재이며, 건물의 주요구성재가 목재로 이루어진 것으로 기둥·보·도리·지붕·벽체·마루바닥 등의 뼈대를 나무로 짜서 가구식으로 구축한 것을 목구조라고 한다. 목조의 건축물이나 목조와 조적조 기타의 구조를 병용하는 건축물의 목조의 구조 부분에 적용되며 목재의 품질은 마디, 썩정이, 나무결의 경사, 죽 등에 의한 내력상의 결점이 없는 것이어야 한다.

(1)장점 : 따뜻하고 부드러운 감촉을 주며, 재질이 유연하고 아름다울 뿐 아니라, 비교적 강도가 크고 열전도율도 낮다. 또 가공성이 좋고 사재를 써서 내진적으로 할 수도 있          다.

(2)단점 : 재질이 불균등하고 건조상태에 따라서 변형을 하고 부식하기 쉽고, 또 불에 타는 등 결점이 있다.

3.1.5 철근 콘크리트조(reinforced concrete construction)

철근콘크리트조는 철근이라는 봉강과 콘크리트를 한데 넣고 짜 맞추어 각 재료의 성능상의 장점을 이론적으로 이용하여 내구·내화·내진적 건축물을 거푸집을 써서 합리적으로 건축한 강절 구조이다. 철근 콘크리트 부재에 각종 하중이 작용될 때 콘크리트 단면상에 압축과 인장응력이 발생하게 된다. 콘크리트 단면상에서 인장응력이 발생되는 부분에 인장력이 강한 철근으로 콘크리트를 보강하게 함으로써 압축응력은 콘크리트가, 인장응력은 철근이 부담하여 서로의 단점을 보완하게 함으로써 구조체를 형성하는 것이 철근콘크리트 구조의 원리이다.

(1)장점 : 내화성, 내구성이 우수하며 내풍·내진적이다. 설계를 자유롭게 할 수 있고, 유지관리가 쉽다. 고층화가 가능하며 공사비가 비교적 저렴하고 방음, 방도등 보안적이           다.

(2)단점 : 자중크며 시공이 어렵고 강도계산이 복잡하다. 공기가 길고 건조수축에 의한 균열이 발생되기 쉽고, 이전이나 개축이 상당히 어렵다.

철근과 콘크리트의 장점을 이론적으로 이용하여 기초·기둥·벽·보·바닥등을 철근으로 짜고, 콘크리트를 부어 거푸집으로 일체식으로 구성한 내구·내화·내진적인 구조로서 가장우수한 구조이다.

3.1.6 강구조(steel construction)

부재와 부재를 강철로 결합한 구조이며 구조부재의 절점, 즉 결합부가 강으로 접합되어 있는 골조로서 인장재·압축재 및 휨재가 모두 고정 절점으로 이어진 구조물이다. 구조물이 전부 일체로 되어 외력에 저항하게 되므로 특히 지진이 많은 곳에서 좋은 구조형식이다.

(1)장점 : 강재는 강도가 크다. 보통이 아닐 정도의 강한 재료이며 재질이 균일 형상이며 치수가 일정하다. 접합 부분의 안정성, 신뢰성이 높다. 대스팬 구조물에 안전하다.

(2)단점 : 강재는 열에 약하고 방부·방화에 주의를 요하며 내화 피복해야 한다.

3.1.7 철골조(skeleton construction)

 철골구조란, 내력상의 주요 부재에 철골을 사용한 모든 구조를 말한다. 따라서, 순수하게 철골만으로 구축한 것 외에도, 철골내화 피복구조, 철골 철근 콘크리트 조 등도 이 범위에 속하며, 또 블록조, 벽돌조 가운데에서도 내력상의 주요 부재로서 철골이 이용된 것을 모두 철골 구조에 포함해서 말해야 한다.  모든 건축물의 주요구조부인 벽·기둥·바닥·보·지붕·계단 등을 모두 철강재로 구축한 것을 철골구조라 하며, 특히 대규모 교량·아아치·트러스·높은 탑·대규모 가옥·고층건축물 등은 모두 이 구조법을 이용한 것이다.

(1)장점 : 강도가 커서 건물의 자중을 가볍게 할 수 있다. 간사이가 큰 구조 및 고층건물에 적합하다. 인성이 커서 변위에 잘 견딘다. 건물의 균질도가 높아 신뢰할 수 있다.           시공 속도를 콘크리트보다 빨리 할 수 있다.

(2)단점 : 고열에 약하고, 단면적에 비하여 고가이다. 부재가 세장하므로 좌굴이 발생하기  쉽다. 접합점을 용접하는 외에는 일체화로 보기 어렵다. 일반적으로 강재는 녹슬            기 쉽다.

3.1.8 철골철근콘크리트조(steel frame reinforced concrete construction)

철골골조의 주위에 철근을 배근하고 그 위에 거푸집을 짜서 콘크리트를 타설함으로써 만들어지는 건축물을 철골철근콘크리트조라 부른다. 철골철근콘크리트조는 일반적으로 통상의 콘크리트조에 비해 강재의 비율이 많기 때문에 내진성이 뛰어나며, 강재가 콘크리트로 피복되어 있어 내화적이라 할 수 있다. 이러한 이유에서 초고층건축물의 하층부에 사용되는 경우가 많다.

(1)장점 : 콘크리트의 일체성·내구성·내화성과 아울러 철골구조의 강인성에 따른 내진성을 겸비하는 장대한 건축물에 가장 적합한 구조체이다.

(2)단점 : 공기가 길고 고가이다. 시공이 복잡하며 기둥부재의 중량이 크다.

3.1.9 특수콘크리트조

통상 철근 콘크리트와 철골철근 콘크리트를 제외하고 불연구조 또는 내화구조로서 된 콘크리트 구조를 말한다. 이 밖에 보강 콘크리트 블록조·조립 철근콘크리트조·벽식 철근콘크리트조·콘크리트블록 장막벽이 있다. 조립 콘크리트, 프리팩드 콘크리트, 못을 박을 수 있는 콘크리트, 경량콘크리트, 프리스트레스트 콘크리트등의 구조이다.

(1)장점 : 공기를 단축할수 있고 거푸집·가설물이 불필요하다. 구조물에 대한 적응성과 안정성이 크다. 내구성, 복원성이 크다. 작은 단면으로 큰 응력에 견딜 수 있고 구조           물의 자중감소가 가능하며 큰스팬의 횡가재에 적당하다.

(2)단점 : 강성이 적어 하중에 의한 처짐·충적에 의한 진동이 크다. 고강도 강재, 각종 보조재 및 그라우팅 비용의 소요로 단가가 크다. 제작에 고도의 기술과 세심한 주의           를 요한다.

 3.2 구조형식에 의한 분류

 3.2.1 가구식구조(framed structure)

목재나 강재를 사용하는 구조는 그 재료가 직선재이므로 이것을 기둥이나 보로써 골조를 만드는 것으로써 골조가 풍압력이나 지진력 등의 수평력을 받아도 변형되지 않도록 사재를 넣는 형식, 목구조의 경우는 이음에 보강철물을 사용해도 초기강성이 낮아서 변형이 크게 일어나는 결점이 있다. 그러나 리벳이나 특수못, 접착제 등의 개발로 이음부분의 이완이 적어져서 대 스팬구조도 가능하게 되었다. 그러나 목재의 가연성이나 가공의 복잡성등과 철골조, 철근콘크리트조의 발전 등 때문에 현재는 목조의 대구조는 적어졌다. 이에 대해서 강재는 이음의 접합이 완전히 된다는 점과 불연성이기 때문에 큰 면적의 지붕구조로서 우수하다. 이것을 인방식구조(trabeated construction)라고도 한다.

3.2.2 곡면식구조

철근콘크리트 등의 엷은 판이 곡면을 이루어서 힘을 받게 된 구조물로서 하중은 축선에 따라 압축력으로 하부에 전달되므로 휨모멘트가 작고, 작은 단면으로 큰 간사이를 구성할 수 있는 구조이다. 셀의 구조는 보곡면으로 된 회전 셀과 단곡면으로 된 추동셀, 이밖에 H.P. shell, 코노이드 셀, 자유형태의 셀이 있다. 돔은 반구형으로 된 지붕으로서 회교 사원, 프랑스 코스 지방의 돌로 만든 둥근 지붕, 인디아의 타지마할 사원등이다. 두께가 곡률반경·폭·길이 등 타 치수에 비해 대단히 작은 곡면상의 판을 말한다. 외력이 주로 면내력으로 전달되므로 구조물이 가볍고 또 내력이 커서 큰 간사이 구조물에 이용된다. 재료는 주로 철근콘크리트를 쓰지만, 금속판 또는 금속 뼈대로 만드는 경우도 있다. 이 구조형식은 원통형에서 돔에 이르기까지 많은 종류가 있으며 각구조라고도 한다.

 3.2.3 일체식구조(monolithic structure)

전 구조체를 일체로 만든 것으로서 철근콘크리트조, 철골조, 철골 철근콘크리트조가 있다. 가장 강력하고 균일한 강도를 낼 수 있는 합리적인 구조체이다. 철근 콘크리트조는 철근을 조립하고 그 외부를 거푸집으로 두르고 그속에 콘크리트를 쳐넣어서 경화한 뒤에 거푸집을 제거하는 공법에 따르는 것으로, 목재나 강재에 의한 가구식과 달라서 기둥과 보의 접합부에 이음이 없고 기초, 기둥, 바닥이 연속된 일체의 것으로써 골조가 변형되는 일이 없다. 일체식 구조에는 일반적 기둥, 보구조 이외에 쉘구조, 절판구조의 지붕등이 있다.

 3.2.4 절판식구조

철근콘크리트의 구조체에 있어서 엷은 판을 꺾어서 만든 형태의 역학적 이론으로 만드는 구조이다. 평면판의 조합에 의해 관상 또는 다면체상의 가구를 형성하여 주로 면내력에 의해 외력에 저항하게 한 구조를 절판구조라 하며, 가판구조라고도 한다. 기둥과 보의 수가 적은 큰 공간에 적합하며 경제적이고 시공도 용이하다.

 3.2.5 조립식구조

건축구조 부재를 규격화하여 공장생산으로 한 것을 현장에서 접합 조립하여 완성하는 방식의 구조이다. 단기간에 저렴한 다량생산을 도모한 것이다. 부재나 철편을 공장에서나 현장에서 설계도에 따라 이어 맞추는 구조이다. 주요 건축뼈대를 공장에서 제작, 현장에 운반하여 짜 맞추는 구조이다.

 3.2.6 조적식구조(masonry structure)

벽돌이나 석재를 1개, 1개 쌓아올린 벽체를 구조의 주체로 하여 상부에서의 중량에 의한 단일벽체 상호간의 마찰력에 의해서 지지하게 하려는 형식이다. 이 구조에서는 벽체를 많이 잡을 필요가 있으므로 방의 크기도 제한되고 개구부도 적어진다. 내진성이 결여되었다는 것은 이미 아는 바와 같다. 보강콘크리트블록조는 이 결점을 보충하는 발상에서 생겨난 것으로 콘크리트블록의 서로 접하는 부분 특히 종횡의 공동에, 철근을 넣어 콘크리트를 충전하는 것으로, 조적조와 일체식을 조합한 형식이라고 하겠다.

3.2.7 입체구조(space frame construction)

입체구조는 입체적으로 외력, 하중을 지지하고 평형되는 구조이다. 얇은 판이나, 막이라도 자체에 입체적인 구부림 굴곡이나, 입체적 부재 구성으로 하면 보다 높은 강도와 강성을 지닌 우수한 형태와 구조로 발전시킬 수 있는 것이다. 입체구조는 여러 가지 형태와 구성법이 있으나 보통 다음의 네가지로 구분된다.

1.입체트러스 : 단일부재를 입체적으로 구성하여 각부재는 인장 또는 압축의 축력을 받아 입체적인 평형체를 만든 구조이다.

3.2.8 기타구조

 1. 공기막구조(pneumatic construction) : 두겹으로 된 막의 내부에 공기를 넣어 내외 기압차가 있게 하여, 그 인장력이 외력에 저항하게 한 구조법이다. 외기압보다 피막내의 기압이 높을 때를 정압형, 낮을 때를 부압형이라 한다.

 2. 커튼월구조 (curtain wall construction) : 철근콘크리트조 또는 철골조의 뼈대를 구성하고 그 사이 또는 구조부재의 전면에 벽면재를 붙여 대어 건물을 완성하는 구조이다. 벽돌, 블록, 콘크리트 등의 소형재로 축조하는 것도 여기에 포함되지만 근래 철근 콘크리트 기상판, 금속판, 합성수지판 등으로 경량, 대형, 장식화 벽판을 공장 생산하여 간단히 현장에서 설치 고정하는 방법이 많이 쓰인다.

3.3 구조시공재료에 의한 분류

 3.3.1 건식구조(dry construction)

뼈대는 가구식으로 하고 벽판·바닥판 등 규격화된 기성재를 짜 맞추어 구성하는 구조로서 물은 거의 쓰이지 않는다. 작업은 간단하고 용이하며 대량생산·저렴 공비를 도모하는 것이다. 따라서 현장에서 부재 등의 건기를 기다릴 필요가 없고 또한 현장 작업이 간단해서 공사기간을 단축시키고 양산화가 가능해서 경제성의 특징이 있다. 이 구조는 현재 점진적으로 보급되어 가고 있다. 조립식 구조는 여기에 포함된다. 건물 각 부분의 규격이 일정하여 주로 벽을 공장 제품으로 맞추기만 하면 이루어지게 되어 있어, 공사기간이 짧으며 겨울에도 시공이 가능하다.

3.3.2 공장구조

자재를 공장에서 제작 가공하여 현장에서 짜맞추는 정도의 일을 하는 구조이다. 현장 가공에 의하지 않고 특정한 공장에서 제작된 재료를 맞추는 구조이며 대량 단기간의 생산을 도모한 구조법이다.

3.3.3 습식구조(wet construction)

벽돌쌓기·현장 콘크리트 붓기·미장바름 등의 물을 사용하는 공정을 가진 구조로서, 재래건축은 대개 이 공법이 쓰였다. 현장에서 제작, 가공, 조립하며 다음의 건식구조에 대하여 종래 일반적으로 많이 쓰이던 구조에 대한 명칭으로 본격적 구조라고 할 수도 있다. 바름벽·콘크리트 등을 쓰는 구조로서 물을 사용하는 구조법이다.

3.3.4 현장구조(field construction)

건축 생산 합리화에 의한 공법으로서 건물의 각 부재의 단순화·규격화를 하고 될 수 있는 한 공장생산화에 현장에서 용이하게 조립함으로써 행해지는 공법구조이다. 건축자재 및 부품의 대부분은 현장에서 가공저장하고 또 조립·설치하는 구조방식을 말하고, 이제까지는 대개 이 구조법으로 하였다.

 3.3.5 부품화구조

프리패브 방식의 한 가지로, 스페이스를 내장한 큐비클 유니트를 공장에서 제작하여 현장에서 접합하면 완성되는 구성법이다. 현장의 작업량은 극소화되고 단기간에 완성되는 고도의 프리패브방식이라 할 수 있다. 현재 완성된 것은 없고, 설비 유니트를 집약한 정도이나 룸유니트의 공법이 개발되고 있다.

3.4 구조재해에 의한 분류

건축기준법상 내화구조와 간이내화구조 및 방화 구조의 3종류가 있다. 건축물은 충분한 강도와 내력이 있고 내구적이어야 하지만, 이외의 재해에 대비하는 구조가 필요하다. 지역·계절에 따라서는 방한·방동·보온·단열·결로·방음·방풍·적설등에 대한 처리도 요구된다. 이밖에 여러 가지 재해에 대한 방비성능을 관념적으로 다음과 같이 구별하기도 하는데 방재성능을 상관적으로 비교 분류한 것에 불과하다.

  (1)내구구조 (2)내풍구조 (3)내진구조 (4)방공구조 (5)방서구조 (6)방한구조 (7)방화구조

주요구조부에 따른 분류 중, 소위 재해에 대하여 가장 우수한 방재성능을 가진 것은 철근콘크리트조와 철골·철근콘크리트조이다. 목조는 용이하게 내풍, 내진적 구조로 만들 수 있지만 내화적 또는 내구적으로 하기는 어렵다. 그리고 벽돌 구조·돌구조·콘크리트블록조 등의 조적식 구조는 내화적·내구적이기는 하지만 내진적으로 만들기는 어렵다.  이외에도 건물의 피해는 누수·침수 등이 있고 함수에 따른 목재 변형·재료 자체의 강도 열화·부패·부식등을 들 수 있다. 목재의 부식은 말할 것도 없고 철재는 공중이나 수중에서도 부식된다.

3.5 구조계획

 건축물을 설계할 때에는 우선 부지의 측량, 지반의 조사, 부근의 상황을 충분히 조사하고 건물의 용도, 공기 및 건축비 등 기타를 고려한 후 각종 구조법 특성의 장단점을 비교 검토한 후 가장 적절한 것을 택한다. 주요 구체의 종류, 지반의 상태에 따른 기초의 선정, 주위의 내진벽의 배치와 구조계획(structural design)을 하고 내외부의 마무리를 다양하게 하여 주요 구조별 구조법을 부위별로 구조의 특색을 살려서 건축기준법에 따라 각종 규정에 적합하고도 합법적인 설계를 해야 한다.

3.5.1 구조물의 계획

 (1)건축물을 설계할 때에는 먼저 그 건축물 전체의 형태나 기둥, 보 등의 배치를 합리적으      로 생각하고 구조계산에 채용하는 하중 및 외력이어야 한다.

 (2)지반 조건, 외력 조건 등에 대하여 평면의 형상, 뼈대의 형식, 벽의 배치, 기초의 구조 등을 구조역학적 견지에서 고려한 것이다.

분         류	설                        명
내구(durability)	구조물에 등에 쓰이는 재료가 파손, 노후, 부식, 균열, 마멸됨이 없이 그 사용 연한이 길게 유지 될 수 있는 구조이다. 철근콘크리트 구조, 철골철근콘크리트조, 벽돌조, 석조
내진(aseismatic)	지진, 진동 등에 견디도록 설계된 건물 구조에 저항하도록 한 토지의 경사, 변화, 토압의 증가 등을 고려하여 구조를 결정해야 하는 구조이다. 벽두께 180cm이상 내진재
내풍(wind proof)	바람에 의한 수평력에 부담시킬 목적으로 설계해서 만들어진 지붕 물매와 지붕이 바람에 견디도록 고려하여 구조물을 설치한 구조이다.
내화(fire resisting)	내화 재료를 써서 불에 타거나 꺼지지 않고 잘 견딜 수 있는 구조이다. PS, PC 콘크리트조, 철근콘크리트조, 연와조, 석조
방공(air defence)	공습이나 폭파에 대한 설비와 자재의 정비에 간한 계획 등에 관한 사항을 규정한 법의 구조이다. 등화관제, 소방, 방독, 피난, 구제 , 감시, 통신 또는 경보 및 방공계획
방서(protection against heat weather)	여름의 더위를 막아 견디기 쉽게 하는 것. 창문을 작게 하고 벽을 두껍고 열용량이 큰 것으로 하여 가급적 밖의 기후와 결절시킨다. 방서의 수단은 통풍과 차열에 있다는 구조
방한(protection against cold weather)	추위를 막는 것. 벽, 반자 구조를 방한구조 또는 방한 건축이라 한다. 난방과 창등을 기밀하게 해서 열의 방출을 방지.
방화(fire protection)	건물의 외부에 있어서는 인접 화재에 의한 연소 방지와 건물 내에 있어서는 불이 붙는 것을 방지할 목적으로 한 구조이다. 철망모르타르 바르기, 회반죽 바르기

3.5.2 구조계획의 방법

구조설계에서 가장 중요한 것은 이의 계산도 아니고 각 부재의 설계도도 아니다. 기둥의 배치, 보의 배열, 바닥, 벽의 구조, 기초의 선택 등 건물 전체를 어떻게 취급하느냐 하는 것이다. 이에 따라 건물 전체의 힘이 유선의 밸런스가 취해지는 것이다. 무리한 형태라도 강도를 지니게 할 수 있으나 모양도 좋지 않고 불합리하며 비경제적이다. 그러므로 형태의 여하에 따라 매끄러운 유선이 이루어지느냐 혹은 좋은 구조물이냐 하는 판단이 나오는 것이며, 이 판단은 구조역학적 계산으로는 판단이 되지 않는다. 구조 설계자의 역학적 훈련과 경험에 의하여 비로소 도달 할 수 있다. 오늘날 shell과 folded구조가 유행된 것이다. 구조적인 컴퓨터는 오늘의 두뇌라고 할 수 있다.

3.5.3 건축물의 주요 구성부분

1.기초(foundation, footing)

건물의 지하부의 구조로서 건물의 무게를 지반에 전달하여 완전히 지탱하는 것을 말한다. 지정이라 함은 지반 또는 기초부분을 튼튼하게 보강하는 것을 말한다. 기초는 건물의 무게와 지반의 토질에 다라 여러 가지 형식으로 구조한다.

2. 기둥(column, post)

마룻바닥, 지붕 등을 받는 수직재로서 벽체기둥, 붙임기둥, 독립기둥등이 있고 기둥은 벽체를 구성하기도 한다.

3.벽(wall)

대개 수직으로 공간을 막은 것으로서 안팎의 구별이 있고, 외부에 있는 벽을 변두리벽, 바깥벽 또는 밖벽이라 하고, 건물 안에 있는 것을 간막이벽이라고 한다. 또 철근콘크리트 라멘체 내에 쌓은 장막벽(curtain wall)과 상부에서 오는 하중(load)을 받는 내력벽(bearing wall) 으로 구분된다.

4. 바닥(floor, slab)

공간을 막아 놓는 밑바닥, 즉 건물의 수평체이고 그 위에 실리는 하중을 받아 이것을 기둥 또는 벽에 전달하는 것을 말한다. 이것은 또 수직구조체 등을 튼튼히 연결하는 구조체로도 된다. 마루바닥이라고 하는 것은 엄밀한 의미로서는 널을 깔은 바닥을 말한다.

5. 지붕(roof)

건물의 최상부를 막아 비,눈을 막는 구조체로서 경사진 것과 수평으로 된 평지붕이 있다.

6. 천장(ceiling)

천장이라고도 하며 지붕 밑 또는 윗층의 바닥 밑을 막아 열차단, 음향방지와 장식을 겸한 것이고, 그 구조체를 반자라고 한다. 반자는 보통 수평면으로 하지만 경사, 곡면으로도 한다.

7. 계단(stair, stairway)

층층대 또는 층계라고도 하며 고저차가 있는 상하를 연락시키는 통로가 되는 것이고 층단없이 경사로로 된 것도 있다.

8. 수장(fixture)

주로 장식을 목적으로 구조체에 붙여 대는 것의 총칭으로서 내부수장, 즉 벽면, 바닥, 천장에 붙여 대는 것을 말한다.

9. 창호( window & door, fitting)

출입, 채광, 통풍, 기타목적으로 벽체 또는 지붕, 천장 등에 낸 것으로서, 창은 공기나 광선의 통로이고 문은 사람이나 물품의 통로라고 할 수 있을 것이다. 창과 문을 창문 또는 창호라 하고 창호와 출입구 등을 통틀어 문꼴(opening)이라 한다.

10. 마무리(finishing)

마감일 또는 끝막는 일로서 구조체를 덮어 씌워 내구적이고 장식적이면서 더러워지지 않게 하는 일이다. 이것은 수장보다 나중에 하는 부분이 된다.  

제4장 하중과 안전율

건축물은 하중과 외력에 대하여 안전한 구조이어야 한다. 이 안전성을 확실히 보장하기 위하여 구조계산 즉, 수리적 계산을 한다. 그 계산 순서는 제일먼저 하중과 외력을 정하고, 이 하중과 외력계산에 따른 건축물의 구조, 내력면에서 주요한 부분에 생기는 응력을 계산하고,다음으로 장기 및 단기의 각 응력도를 맞춰 최대응력도를 계산하고, 이 응력도를 충분히 감당할 수 있는 경제적 단면을 건축물이 한결같이 구조내력면에서 안전하도록 결정한다. 하중 및 외력에 대해 상세하게 논하는 것은 구조 설계 분야에 대한 것이나 우선 일반적인 하중분류를 표시한다. 이들 하중에서 고정하중, 적재하중의 일부의 것은 영구하중이며 바람이나 지진등은 단기간 작용의 외력이다.

4.1 하중의 종류

하중의 종류는 여러 가지 방법으로 분류되는데, 작용기간에 따라 구분하면 고정하중과 적재하중은 상시(장기)하중이고, 적설하중, 풍하중, 지진하중은 임시(단기)하중이다. 작용방향에 따라 구분하면 연직하중(고정,적재, 적설하중등)과 수평하중(풍압, 지진력 등)으로 분류되며, 작용하중의 형태에 따라 구분하면 분포하중과 집중하중으로 분류된다.

1)정하중 : 건축물 자체의 무게이며 정역학적으로 작용하는 하중

2)동하중 : 동역학적으로 작용하는 하중

3)적재하중 : 바닥면에 실리는 적재물의 하중으로 일반적으로 바닥면에 한결같이 균등하게 하중으로 사람, 가구, 짐, 기타 건축물에 적재되는 물체에 의한 하중

4)풍하중 : 적당한 속도의 바람은 통풍과 건조등 인간생활에 매우 중요한 것으로, 습도, 온도와 더불어 쾌적한 주거 환경의 요건이다. 풍압력으로 인한 하중을 풍하중이라 한다.

5)지진하중 : 지진에 의해 구조물이 받는 하중을 말한다. 일반적으로 파동은 진폭에 따라 정해지는데, 파괴력은 주로 지진파의 가속도로 인하여 생기는 것이지만, 진폭이 작으면 파괴력도 작다. 건축물에 작용하는 지진력을 F라 하면,

  F= aM = a/qW = KW

여기서 a=최대가속도 [cm/sec], M=건축물의 질량[ton/cm], W=건축물의 하중[ton],

       g=중력의 가속도, K=a/g=진도

6)도달하중 : 온도변화가 생길 때 그에 의해 생기는 하중

7)진동하중 : 기계의 운전 등 진동에 의해 생기는 하중

8)충격하중 : 물건의 낙하, 충돌 등 급격한 충격에 의한 하중

9)공력하중 : 바람에 따른 공기의 역학적 진동으로 생기는 하중

10)고정하중 : 구조물의 자중 또는 구조물에 고정되어 항상 일정한 위치에 작용하는 하중

11)단기하중 : 적설하중, 풍하중, 충격 또는 지진력과 같이 일시적으로 작용하는 하중을              더한 하중

12) 장기하중 : 고정하중, 적재 하중과 같이 구조물에 장기간 연속하여 작용하는 하중      

4.2 하중의 조합

건축물은 장기적으로 작용하는 고정하중·적재하중 등의 장기 하중에 대하여 안전해야 될뿐더러, 적설하중·풍압력·지진력 등의 단기 하중에 대하여도 안전해야 된다. 그러므로 구조 내력상 주요 부분의 단면은 우리가 예상할 수 있는 가장 불리한 이런 장기 및 단기의 각 응력도의 구성으로 얻어지는 각 응력을 합산한 어느것에 대하여도 장기 단기응력에 대한 각 허용응력도를 초과하지 않도록 산정되지 않으면 안된다. 이 표에서 G, P, S, W, K는 각각 다음 응력(축방향응력, 굽히는 양, 전단응력 등을 말함)을 나타내는 것으로 함.

G :제 81조에 규정한 고정하중에 의한 응력

P : 제82조에 규정한 적재하중에 의한 응력

S : 제 83조에 규정한 적설하중에 의한 응력

W : 제 84조에 규정한 풍압력에 의한 응력

K : 지진력에 의한 응력

그밖에 사하중, 적재하중, 풍하중, 설하중, 지진력, 장기하중, 단기하중, 수직하중, 수평하중, 중심하중, 편심하중 등이 있다.

1)수직하중(vertical load) : 하중이 작용하는 수직방향에 의해 작용하는 하중

2)수평하중(horizontal load) : 하중이 작용하는 수평방향에 의해 작용하는 하중

3)중심하중(center load) : 부재 단면의 중심에 작용하는 하중

4)편심하중(eccentric load) : 재의 단면의 중심축을 비켜나서 축방향으로 작용하는 하중

4.3 허용응력도와 변형

구조물은 모두 하중을 받아 그 어떤 변형을 하나 그 변형량은 일반적으로 극소하다. 변형은

구조물의 거동에서는 중요한 것이며 구조역학에서는 연구 대상이나, 실제적인 건물에서도 사용에 있어서는 불편이나 불안을 조성하는 변형이 있어서는 안된다고 하는 것은 말 할 나위도 없다. 건축구조에 있어서 하중과 거기에 의한 변형외에도 더욱 중요한 것은 그 강도이다. 어떤  하중에서 변형의 지장이 없는 것이라도 그 하중을 약간 넘는 하중이 가해지면 곧 파괴되는 것 같은 구조는 역시 불안하다. 때문에 소정의 하중에 대해 구조물 속에 일어나는 응력의 크기 즉 응력도가 어느 한도를 넘지 않도록 한다. 이 응력도를 허용응력도라  하고 장기 및 단기 하중시에 각각 대응하는 혀용응력도가 정해져 있다. 구조재료의 파괴강도에 대한 허용응력도의 비를 재료 안전율이라 하고, 이것은 재료 차이에 의해 또 장기 단기별로 적당하게 정해져 있다. 구조물, 기계 등의 설계에 있어서 이것들을 안전하게 사용하는 범위 내에서 그 구성 재료에 대하여 허용된다고 생각되는 최대의 응력인데, 사용하는 재료의 허용 응력도는 그 극한의 세기보다도 상당히 작게 잡지 않으면 안된다. 여기서 부재 또는 구조물의 외력이나 온도 변화 등을 받아 그 모양이 늘어나거나 줄거나 변형하는 것이다. 그리하여 부러지거나 파괴되는 것이다.

1)허용응력도(allowable stress) : 구조 계산에 있어서 안전하다고 허용할 수 있는 한도의 최대 응력도

2) 변형(deformation) : 부재 또는 구조물이 외력이나 온도 변화 등을 받아 그 모양이 변하는 것으로서 가로 변형과 세로 변형이 있다.

제5장 건축재료

5.1 건축과 재료

 건축은 인간활동의 광범위한 분야, 즉 생활, 생산, 교육, 의료, 종교, 수송 등에 관계하고 있으므로 개인과 사회에 있어서 중요한 의미를 지니고 있고, 양질의 건축물을 만드는 것은 건축기술자의 임무이다. 양질의 건축물을 만드는데 사용되는 건축재료란 지정, 기초, 구조체, 지붕, 외벽, 내벽, 바닥 등 건축물을 총칭하고 있으나, 때에 따라서 공사과정에서 사용되는 가설공사용의 자재, 위생기구, 배관 등의 건축설비 및 장치에 이용되고 있는 기재를 포함한 광의적인 경우도 적지 않다. 이와 같은 현대 건축물에는 다른 공업생산품에서 찾아 볼 수 없는 많은 종류의 건축재료를 대량으로 사용함에 따라서 건축재료의 선택방법과 사용방법에 의해 완성한 건물이 재해에 대한 안전성, 기능성 및 내구성에 크게 영향을 준다.

5.2 건축재료의 분류

건축재료는 그 용도나 용법의 요구 조건에 따라 재료의 각종 성질을 알아야 하고, 적재적소에 사용 능력을 발휘하여야 한다.

1)제조분야별 분류

    -천연재료(자연재료) : 석재, 목재, 토벽등

    -인공재료(공업재료) : 금속제품,  업제품, 석유제품 등

2)사용목적에 의한 분류

    -구조재료(건축물의 골조 : 기둥, 보, 벽체 등 내력부를 구성하는 재료) : 목재, 석재, 콘      크리트, 철강등

   -마감재료(내력부 이외의 간막이, 장식 등을 목적으로 하는 바닥 등의 내외장재) : 타       일, 유리, 금속판, 보드류, 도료등

   -차단재료(방수, 방습, 차음, 단열등을 목적으로 사용하는 재료) : 아스팔트, 시일링재, 페      어글라스, 글라스울 등

   -방화, 내화재료(화재의 연소방지 및 내화성의 향상을 목적으로 하는 재료) : 방화문, PC      부재, 석면시멘트판, 규산칼슘판등

3)화학조성에 의한 분류

   -무기재료

      비금속 : 석재, 토벽, 시멘트, 콘크리트, 도자기류

      금속 : 철강, 알루미늄, 동, 합금류

   -유기재료

      천연재료 : 목재, 대나무, 아스팔트, 섬유판

      합성수지 : 플라스틱재, 도료, 시일링재, 접착재

4)건물부위에 의한 분류

  -구조재료 : 목재, 석재, 시멘트, 콘크리트, 금속등

  -마무리재료 : 유리, 점토, 석회, 석고, 플라스틱, 아스팔트, 도료, 접착제 및 기타재료

동질의 재료일지라도 구조나 마무리 양 방면에 따라 사용하는 것이 허다하다. 예컨대 목재는 기둥, 보의 구조용으로서 벽, 바닥, 반자의 마무리용에도 사용되고, 또한 석재는 돌의 구조재로서 바닥, 외벽의 마무리재료로 사용된다.  

5)건물의 공사구분에 의한 분류

목공사, 철근콘크리트공사, 창호공사, 도장공사 등 공사별 체계에 기초를 두어 관련되는 자재를 포함하여 분류한다. 그러나 이러한 분류법은 장단점이 있지만 일반적으로 이용되고 있는 분류법은 화학조성별 분류에 제조분야별 및 공사별 분류를 적당히 조합하여 사용하는 경우가 많고 또한 실용적이다.

6)건물의 용도나 용법에 의한 분류

-불연재료 : 콘크리트, 벽돌, 기와, 석면판, 철망, 알루미늄, 유리, 모르타르, 석회, 기타 이와  유사한 불연재료로서 화재시 불에 녹거나 적열되는 경우는 있어도 연소현상을              일으키지 않는 재료이며, 건축물의 방화면에서 필요한 부분에 주로 사용한다.

-준불연재료 : 목모시멘트판, 석고 보오드, 기타 이와 유사한 불연성의 건축재료

-난연재료 : 난연합판, 난연 플라스틱판, 기타 이와 유사한 난연성의 건축재료

-내수재료 : 벽돌, 자연석, 인조석, 콘크리트, 아스팔트, 도자기, 유리, 기타 이와 유사한 건축             재료

5.3 재료의 요구성능

건축재료에 요구되는 성질 또는 성능은 사용하는 재료의 종류, 목적, 장소 등에 따라 다르다. 여기서는 일반적으로 요구되는 성질을 편의적으로 다음 7가지로 분류하였다. 이들 제성질의 중요도는 일정하지 않고, 사용하는 목적에 따라 성질에 경중이 있다.

(1)역학적 성능 : 강도, 변형, 탄성계수, 크리이프, 인성, 피로강도

(2)물리적 성능 : 비중, 경도, 수축, 열, 음, 광, 수분의 투과와 반사

(3)내구성능 : 산화, 변질, 열화, 풍화, 재해, 충해, 부식

(4)화학적 성능 : 산, 알칼리, 약품에 대한 변질, 부식, 용해성

(5)방화, 내구성능 : 연수성, 인화성, 용융성, 발연성, 유독성가스

(6)감각적 성능 : 색채, 명도, 감촉, 오염성

(7)생산성능 : 자원, 생산선, 공해, 가공성, 시공성, 운반, 재이용

건축재료의 요구 성능은 일정한 것이 아니고, 각 시대에 있어서 재료의 종류나 질의 변모 및 시공방법의 변혁에 의해 변한다. 또한 건축의 양산화, 시공의 기계화가 이에 따르는 성능을 요구하는 경우도 있다.

5.4 재료선택의 시스템화

건축재료의 선택이나 구성의 설계는 설계자의 오랜 경험에 기초를 두고, 사용에 익숙한 확신을 가진 재료를 사용하여 심미적 의도나 판단을 하면서 이루어졌다.

재료선택의 순서는 여러 가지 형태나 프로세스가 고려될 수 있으나 구법이나 성능이라는 비교적 객관적인 데이터에 기초를 두고, 자기의 설계구상에 부합되는 재료로서 선택하여 디자인이 양호한 것을 선택하는 사고방식이 보다 합리적이다.