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구조역학 종이다리 실험 보고서

건축 구조역학휨에 대한 이해최감용09460037박경림11460002김한우리11460013목 차1.목적2.일반사항(목표)3.방법 및 재료4.참고사항5.실험계획6.실험방법7.실험과정8.구조물의 형태9.결과 분석1. 목적구조적으로 발생하는 휨모멘트를 간단한 종이다리 실습을 통해 휨모멘트가 작용하는 원리를 이해한다.2. 일반사항(목표)교량의 중앙에 무게 18~21N 이상의 외력을 발생시켜 교량이 견딜 수 있도록 설계하며 자체무게가 최소화 되도록한다. 교량의 최소 크기는 중앙에서 수직 30Cm, 경간(span) 60Cm의 삼각형이 지나갈 수 있도록 해야 한다.3. 방법 및 재료주 재료는 켄트지를 사용하며 접착제의 사용은 접합목적으로만 사용해야 하며 켄트지의 권장 제작 무게는 75 ~ 150g 이다.4. 참고사항1) 트러스의 정의트러스는 2개 이상의 직선 부재 양끝을 마찰이 없는 힌지로서 연결한 구조를 말한다. 트러스의 각 부재가 한 평면 안에 있고, 또 같은 외력이 평면 안에 작용할 때의 트러스를 평면 트러스라 하고, 각 부재와 외력이 한 평면 안에 있지 않은 트러스를 입체 트러스라 한다.2) 트러스 다리중식수재, 복재로 상판구조를 지지하도록 만들어진 다리3) 트러스 구조 원리4) 다리의 원리대표적인 4가지 다리의 구조인데, 다리뿐만 아니라 기계나 로봇의 골격 등을 만들 때도 도움이 되는 구조이다.보통 집을 짓는 방식처럼 기둥과 대들보를 이용하는 방식이 거더교이다. 대들보의 길이와 두께가 한계가 있어 너무 길게 만들 수 없다. 대들보가 너무 길어지면 부러질 수가 있다.아치교란 것은 무게가 원형을 따라 분산되는 효과가 있다. 그래서 기둥 없이 다리 길이를 길게 할 수 있는 묘미가 있다. 돔 형태의 건축을 하려면 이것을 통달해야 한다.가장 안정적인 구조가 삼각형이다. 삼각형으로 대들보를 만들어 길게 늘인 것이 트러스교이다. 휘려는 힘이 작용할 때 아래쪽은 수평으로 당겨지고, 위쪽은 수평으로 압축된다. 이것을 버티게 해 준다. 단순하게 철골 대들보라고 보면 된다.양팔 저울의 원리를 적용한 것이 현수교이다. 기둥이 양쪽으로 대들보를 들고 있다고 상상하면 된다. 기둥의 좌우로 당기는 힘이 같아야 균형을 잡는다.이런 구조들의 공통점은 아래로 휘려는 힘의 방향을 바꾼다는 것이다.아치형은 힘의 방향이 바뀌어 원호를 따라 바닥으로 하중이 가게 되고, 트러스교는 삼각형 뼈대로 인해 수직 방향의 힘이 수평 방향으로 바뀐다. 현수교는 밑으로 당기는 힘이 줄을 당기게 되고 양쪽에서 같은 힘으로 서로 당기면 균형을 유지하고 기둥에 힘이 걸리게 된다. 이렇게 해서 힘의 방향을 바꾸어 다리 길이를 길게 만드는 것이 묘미다.5. 실험계획켄트지를 사용하여 휨모멘트를 받는 보는 70Cm의 삼각형 관의 부재가 위 2개, 아래 3개가 서로 맞물리도록 부착하여 상판을 구성하였다. 구성된 상판의 삼각형 관 속에는 짧은 원기둥을 위 2개의 삼각관에는 중앙에 위치하고 아래 3개의 삼각관에는 양 끝지점에 원기둥이 위치하게 하여 철근 콘크리트의 휨을 방지하는 원리를 사용하였다. 기둥은 힘을 잘 분산시키며 힘의 쏠림현상이 없는 원기둥으로 하였으며 보와 기둥을 안전하게 지탱해 주는 중심가세를 사용해 보의 중앙에 쏠리는 힘이 가세를 통해 기둥으로 분산될 수 있도록 하였다.6. 실험방법실험은 켄트지로 만든 교량 구조물의 중량을 확인한 다음 교량의 최소크기를 측정한 다음 교량의 원리에 대해 설명하고 교량의 중앙에 책을 쌓아 무너지는 순간의 책 무게를 측정하는 방식으로 진행되었다. 우리조의 교량구조물은 중량 522.2g이며 교량의 원리는 위의 실험계획에 있듯이 철근 콘크리트 구조를 원리를 사용하였다. 교량이 버틴 책의 무게는 약 10Kg이며 교량이 버틴 힘은 약 100N이다.7. 실험과정1) 교량의 중량 측정2) 교량의 최소 크기 측정3) 교량의 원리 설명4) 외력 작용4) 외력 작용4) 외력 작용5) 외력작용의 한계6) 구조물이 견딘 무게8. 구조물의 형태전면보의 단면보의 측면기둥 단면9. 결과 분석1) 일반적으로 다리를 설계하는 경우에는 기둥을 보 보다 더 두껍게 해야 한다. 하지만 이것은 종이로 만들어 하는 실험 이므로 별로 상관은 없다. (하지만 기억해 둘 것.) 보는 힘 부제고 기둥은 압축 부제이다. 따라서 보는 힘을 분산시킬 수 있는 부제로 계획하고, 기둥은 압축을 견딜 수 있는 부제로 계획했어야 한다.2) 다리에 가세를 덧대주는 방법은 두 가지이다. 첫 번째는 중심가세 골조로 보 부제 중심에 가세를 덧대주는 방법이고 두 번째는 편심가세 골조로 중심에 못 미치게 골조를 덧 대주는 방법이다. 이 가세는 기둥과 바닥과 보와 접촉을 해야 한다. 완벽하게 바닥과 접촉하지 못한다면 하중을 바닥으로 전달하지 못해 제 구실을 하지 못하는 쓸모없는 부제가 될 것이다.-우리 조는 중심가세 골조라고 보기 애매한 구조를 만들었음. 가세가 보의 중심에서 만나야 하는데 대각선으로 엇갈려 있으면서 전혀 가세 역할을 하지 못함. 또한 바닥(지반)과 기둥과도 완벽하게 연결이 되어있어야 하는데 바닥과의 연결이 미흡하여 전혀 가세로서의 역할을 하지 못했음. 이런 식으로 연결된 구조는 비틀림이 일어날 수 있다. 또한 헌치가 너무 얇고 약해서 헌치로서의 역할을 제대로 해 주지 못하고 있다.

공학/기술| 2012.11.05| 6페이지| 1,000원| 조회(1,434)

구조역학, 구조, 구조실험, 트러스, 종이다리, 부재, 휨, 인장력, 철근콘크리트 구조

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광주 의재미술관의 건축적 특징과 건축가의 의도 평가C아쉬워요

의재 미술관개 요건 축 가:조성룡, 김종규위 치:전라도 광주 광역시 동구 운림동 85-1번지컨 셉:풍경과 건축 / 투명성을 통해 자연 풍경을 도입 - 풍경으로서의 건축(경사진 길, 노출콘크리트, 주변 지형반영) - 무등산 등산로의 지형적 요건을 살려 친환경적구 조:철근콘크리트, 철골조마감재료:치장 콘크리트, 적심목판재, 투명/반투명 유리, 티타늄 아연판개관연도:2001년 11월 17일규 모:지하1층, 지상2층대지면적:6048㎡ 1824평건축면적:816.92㎡ 245평연 면 적:1,562.27㎡ 471평건 폐 율:13.51%용 적 률:15.41%대지분석1. 물리적인 요소:1) 기후대 : 남부서안형으로 서해안보다 강설량이 많음, 여름철 강수집중률이 높은편2) 주변지형 : 무등산 중턱 계곡지형에 위치3) 식생분포 : 단풍나무와 대나무가 많이 차지하며 북서쪽에는 녹차밭이 조성되어있다2. 문화적인 요소:의재선생이 30년동안 거하면서 화실로 사용했던 춘설헌과, 지인들과 차를 마시며 대화를 나누던 관풍대, 의재선생이 잠들어 있는 묘소가 위치해 있다.도 면-배치도건축적 특성주변과의 관계▶ 경사로를 통한 대지의 연장▶ 길고 폭이 좁은 대지의 형상(경사면)을 활용하여 시설을 배치, 가능한 원래의 지형에 적합한지표면으로 조성하고 산세와 숲의 경관이 조화를 이루도록 건물의 규모와 공간의 위치, 자연을 경험하며 진행하는 동선이 특징▶ 약간 경사진 무등산 산길은 의재 미술관의 경사로로 이어지면서 건물내부로 연속적으로 이어지며건물내부의 경사로로 이어져 전시관 내부 동선을 이끌어주고 있다▶ (외부경사로-건물1층 내부 경사로-2층으로 가는 경사로)▶ 의재미술관의 크기는 주변과 어울릴 수 있는 크기로 조절되며 몇 개의 단을 구성하여 급경사의 지형에 순응하며 배열된다▶ 상설전시관과 기획전시실 사이에 비어있는 경사로는 기존건물의 축과 일치하며 내부와 외부를 연결하는 장치로서 기존건물과 시각적으로 관계를 맻는다▶ 기존건물과 전시동 입구사이의 마당은 미술관 전체의 중심영역이다▶ 마당은 오동나무숲과 대나무숲이 만나면서 장소의 기억과 의미를 제공하는 장소이다▶ 주변의 수려한 자연에 순응하기 위해 외장재는 자연스러움을 나타내기 위해 구성되었다외부 특성▶ 각각의 공용공간의 용도에 따라 몇 개의 직사각형의 박스들이 나누어 어슷하게 배치되어 있음▶ 재료를 달리함으로써 아래층을 투명하고 가벼운 공간으로 만들어, 2층부분이 떠 있는 듯한느낌을 준다내부 특성▶ 투명성을 통해 자연풍경을 도입하였다.▶ 1층으로 진입하면 자연채광과 흰색의 벽면 처리가 개방적인 느낌을 준다

공학/기술| 2012.11.05| 4페이지| 1,000원| 조회(2,202)

자연, 건축가, 노출콘크리트, 의재미술관, 조성룡, 대지분석, 주변과의 관계

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건축외장재료의 종류와 장단점

건축 외장재료의 종류 09460037 최감용1. 커튼월 개 요 건물의 공간을 칸막이하는 커튼 구실만 하여 비내력 칸막이벽 이라고도 한다 외장적 느낌 내부 프레임이 보이기 때문에 건물의 투명성을 강조하며 건물이 가볍고 깨끗한 느낌이 든다 재료의 질감 매끄럽고 투명하다 장 점 밝은 실내조성 단순명쾌한 입면 디자인 가볍고 경제적인 건물 다양한 색상과 다양한 기능의 유리재료로 디자인 선택의 폭이 넓음 단 점 단열성능 낮음 일광투과에 따른 실내변색 , 온도상승의 문제 발생 여름철과 겨울철 냉난방비 증가 내화성 부족 구조방식 멀리온 방식 ( 선대방식 ) : 강성을 가진 칸막이 기둥을 바닥판에 부착하고 그 사이에 각 구성부재를 설치하는 방식 패널방식 ( 스팬드럴 방식 ) : 성형 , 조립한 벽체의 유니트를 바닥판에 설치하는 공법과 스패드럴패널을 바닥판 , 보 , 기타의 구조체에 설치하고 여기에 새시 등의 구성부재를 붙여 일체를 유니트로 하는 방식2 . 석 재 개 요 석재의 자연스러운 느낌과 변질되지 않는 재료의 이점 때문에 고품질을 요하는 건축물에 보편적으로 사용된다 외장적 느낌 중후하고 웅장한 느낌이있어 건물이 무게감이 있어 보이게 한다 재료의 질감 거칠고 매끄러운 질감이 다양하게 나타난다 장 점 돌의 색상을 영구보존 가능 지진이나 충격방지 우수 보수공사 용이 외관이 장중하고 압축강도와 내구성 , 내마모성이 큼 종류가 다양하고 여러가지 외관과 색조를 구할 수 있음 단 점 장대재를 얻기가 어렵다 가공성이 나쁘고 공사기간이 길다 무겁다 구조방식 습식공법 : 연결철물과 채운모르타르로써 석재와 구조체를 일체화한 것 앵카건식 : 콘크리트 벽면에 앵카볼트를 심어 여기에 앵글을 이용하여 시공하는 방법 트러스 건식 : 석재를 시공할 면이나 빈 공간등에 철재 구조물을 설치한 다음 앵글을 이용하여 석재를 시공하는 방법3 . 티타늄아연합금판 ( 징크패널 ) 개 요 99.995% 이상의 아연에 소량의 티타늄과 구리 , 알루미늄이 합급되어 만들어진 제품 외장적 느낌 보는 시각이나 음영 및 빛에 의해 조금씩 다른 색을 보여준다 재료의 질감 징크의 산화정도에 따라 색이 다양하게 나타난다 장 점 모든 건물의 형태에 적용가능하며 매우 높은 유연성을 가졌다 인위적인 느낌이 아닌 자연스러운 건축질감을 가진다 가소성 및 가공성이 뛰어나며 재활용이 가능하다 높은 부식저항을 가지며 수명이 매우 길다 천연재료로서 환경 친화적이며 인체에 무해하다 단 점 높은 온도에서는 금속의 파괴작용 ( 갈바닉 부식 ) 을 하기때문에 손상을 입을수 있다 온도의 변화에 따라 신축팽창하는 성질을 가지고 있기 떄문에 패널의 이음유격을 여유있게 한다 구조방식 돌출잇기 : 일반적으로 가장 많이 적용되는 공법으로 강렬한 돌출 선을 이용한 외장디자인에 많이 적용한다 평잇기 : 패널의 모양을 사각또는 다이아몬드 형식으로 형태적으로 자유로우며 곡면처리에 적합하다 계단잇기 : 계단의 형태를 이루어 나가는 시공방식으로 전체적인 선이 수평으로 이루어져 의장적으로 뛰어나다 각재심기 : 롤캡시스템 이라고도 하며 고풍스런 건축물에 주로 적용한다 골성형패널 : 입체적인 골형상으로 밋밋한 외벽의 단조로움을 깬다4 . 타 일 개 요 바닥이나 벽 등의 표면을 피복하기 위해 만든 평판상의 점토질 소성제품 외장적 느낌 색상이나 모양이 아름답다 재료의 질감 반질반질 하다 장 점 종류와 형태가 매우 다양하다 시공이 간단하다 다양한 색상과 패턴이 많다 내구성 , 내마모성 , 내수성이 뛰어나다 단 점 깨지기 쉽다 불량시공시 균열 , 들뜸 , 탈락 , 백화 동해 등 각종 하자가 발생할 소지가 많다 타일종류 자기질 : 모자이크 타일 , 외장타일 , 위생도기 , 바닥타일 석기질 : 외장타일 , 바닥타일 , 클링커 타일 도기질 : 내장타일5. 테라코 타 개 요 점토를 건조시켜 유약을 치지않고 고온으로 장시간 소성한 재료 외장적 느낌 모던하고 중후함이 느껴진다 재료의 질감 벽돌과 같은 질감이다 , 따뜻한 색상과 질감이 있다 장 점 불에 강하다 섬세한 장식을 대량생산할 수 있다 색이 다양하며 석재보다 가볍다 압축강도가 800~900 Kg/ ㎠ 이다 대리석 보다 풍화에 강하다 건물의 단열 효과 극대화 단 점 점력이 강하여 소성중 파손이 많다6. 비닐 사이딩 개 요 PVC 수지를 부드럽고 다양한 색상의 고급 나무결 무늬와 목재 같은 모양으로 사출 성형한 것 외장적 느낌 경사진 판들이 연속적으로 외장을 이루어 지루하지 않는 패턴을 보인다 재료의 질감 플라스틱이라 가벼운 느낌이 든다 자칫하면 싸보일 수 있다 장 점 초경량 자재로서 취급이 용이하며 공사기간을 단축시킨다 유지관리가 쉽다 내구성 , 단열성 , 방음성이 뛰어나다 다양한 모양과 색상으로 외관이 우수하고 시공이 간편하여 기존건물의 개보수가 용이하다 견고하고 변치않는 색상을 가진다 단 점 겨울에 얼었을때 가벼운 충격에도 잘 깨진다 열에 약해 화재발생시 심각한 피해를 입는다 부재 종류 바깥모서리 , 처마용 환기판 , 안쪽 모서리 , F- 채널트림 , 세로판재 , 세로판재 받침대 , 주판재 , 시작쫄대 , 창문하부용 트림 , J- 채널 트림 , 창문 빗물받이7 . 시멘트 압출성형 사이딩 개 요 고강도 화이바 시멘트 보드로서 시멘트를 주 소재로 섬유보강재를 첨가하여 고압으로 성형한 재료 외장적 느낌 경사진 판들이 연속적으로 외장을 이루어 지루하지 않는 패턴을 보인다 재료의 질감 비닐사이딩에 비해 차분한 느낌의 질감을 준다 장 점 목재와 같은 질감을 가지며 자유로운 색상변화가 가능하다 물 , 염분 , 태풍이나 악천후에 강하다 부식 및 부패 , 화재에 강하다 어떤 외벽에도 시공이 용이하며 불변형 , 불연재 이다 휨 강도에 강하다 단 점 잘 부스러지기 때문에 시공시 주의해야 한다8 . 점토벽돌 개 요 점토를 고온에서 구워낸 재료 외장적 느낌 벽돌자체의 패턴으로 지루하지 않고 시각적 아름다움과 함께 뛰어난 의장적 효과를 가진다 , 외관이 장중하다 재료의 질감 질감이나 색상에서 느껴지는 친밀성 때문에 오랜시간이 지나도 아름답다 장 점 미려한 분위기를 가진다 자연친화적으로 습도조절효과가 있다 불연재 및 내수성으로 단열 , 보온 , 방음 효과 및 공사기간이 짧고 공사비가 저렴하다 유지관리가 쉽다 다양한 행태와 패턴 , 색감을 가질 수 있다 단 점 건물의 무게가 무거워진다 지진 , 풍압 , 횡력에 약하다 습기를 방지하기 위해 공간쌓기를 해야한다 벽 두께가 커져 실내 유효면적이 감소한다 종 류 견출 벽돌 : 4~7% 의 철분을 함유한 일반점토를 산화소성방식에 의해 제작하며 붉은 색상을 띈다 환원벽돌 : 변색벽돌이라고도 하며 일반점토를 환원소성방식에 의해 흑색이나 진갈색을 띈다 황토벽돌 : 황토를 주원료로 자연과의 친근감을 강조한 재료 유약벽돌 : 유약을 표면에 바르고 소성한 벽돌로서 타일의 매끄러움을 더한 벽돌9. 고밀도 목재패널 (NT 패널 ) 개 요 순수 크라프트지와 천연수지를 고온고압으로 만든 소재이다 외장적 느낌 자연적인 색감으로 따뜻하며 고급스러운 느낌이 난다 재료의 질감 유리표면 처럼 경도가 강해 매끄럽다 장 점 고탄력과 고강성을 지녔다 표면의 경도가 강해 유지보수성이 탁월하다 인체에 무해한 재료이다 함수율이 1% 이며 절단된 단면자체에 방수기능이 있다 색채 해상도가 뛰어나다 단 점 비싸다 구조방식 Tox 전용 볼트 : 패널면에 볼트가 노출되는 장식볼트 설치법 오픈 조인트 시스템 : 패널 뒷면에 고정철물을 부착하여 볼트가 노출되지 않는 시공법 클립시스템 : 빗물을 끊는 공법으로 판넬의 오염을 최소화한 오픈 조인트 시스템 원리이며 코팅처리를 하지 않음 사이드시스템 압착 공법 : 커튼월 유리설치와 동일한 구조로 간단히 압착하여 설치하는 공법10. 노출 콘크리트 개 요 철근콘크리트 구조에서 구조재를 그대로 외장에 적용하는 시공방법 외장적 느낌 차분하고 무게감이 느껴지며 현대적인 분위기가 느껴진다 재료의 질감 거푸집에 따라 다르다 , 거칠거나 매끄러운 질감이 있다 장 점 조소성이 우수하여 원하는 형태를 만들기가 쉽다 내구성이 뛰어나다 주변 진동으로 인해 마감재가 탈락할 가능성이 없다 전체적으로 동일한 마감사용으로 덩어리 표현에 좋고 다양한 패턴과 색상의 표현이 가능하다 단 점 단열성능이 부족하다 일반 콘크리트로 마감한 것보다 비싸다 시공이 어려워 숙련된 시공자가 아니라면 잘못나올 가능성이 크다 거푸집의 재사용이 어렵다{nameOfApplication=Show}

공학/기술| 2012.11.05| 11페이지| 1,500원| 조회(2,957)

건축, 커튼월, 노출콘크리트, 패널, 외장재, 사이딩, 테라코타, 외장재료, 징크

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