56. 전단벽(Shear Wall)
건축시공기술사 기출해설
| 2015-04-13 오후 1:24:02
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56. 전단벽(Shear Wall)
*72회 용어 6. 전단벽(Shear Wall)
[해설]
[참조]프리캐스트 콘크리트 건축공사표준시방서
1. 내력벽과 전단벽의 정의
-내력벽(bearing wall) : 건축물의 외부나 내부에 위치하여 수직하중을 지지하는 구조벽으로서 전단벽을 겸할 수 있다.
-전단벽(shear wall) : 벽체의 면내로 평행하게 작용하는 수평력에 저항하도록 설계된 구조벽으로 내력벽을 겸할 수 있다.
2. 초고층 건축의 전단벽 시스템
-전단벽은 바람이나 지진에 의한 수평하중에 대하여 구조물의 안전성을 확보하기 위하여 과거로부터 가장 보편적으로 사용되어 온 구조 시스템이다.
-콘크리트의 출현으로 전단벽 시스템은 초고층 건물까지도 효율적으로 안전성을 확보하는 데 널리 사용되고 있다.
-고층 사무실 건물에 사용되는 일반적인 전단벽 시스템은 서비스 코어, 엘리베이터 샤프트 및 계단실 주위에 상자 형태의 벽체를 두는 형식이다.
-사무실 건물과는 달리 고층 주거용 건물에는 엘리베이터, 로비, 서비스 시설에 대한 필요성이 상대적으로 작기 때문에 상자형 콘크리트 전단벽을 설치하기가 곤란하다.
-이 경우에는 엘리베이터 코어와 계단실을 감싸는 작은 상자형 전단벽을 두고 단위 세대 사이에 독립된 전단벽을 두게 된다.
3. 종류
-상자형 전단벽이나 독립된 형태의 전단벽은 모두 기초에 고정된 캔틸레버처럼 거동한다. 독립된 여러 전단벽을 서로 연결함으로써 추가의 수평강성을 얻을 수 있다.
이를 병렬전단벽(coupled shear wall)이라고 한다.
-인방보나 연결보를 이용하여 매 층마다 전단벽을 서로 연결하거나 한 두개 층 높이의 연결 벽체를 일정 간격으로 두어 연결할 수 있다.
-연결 벽체를 두게 되면 연결 부분에서부터 연결된 전단벽의 곡률이 달라지게 되어 전체적인 수평강성을 크게 높이게 된다.
중앙에 위치한 상자형 전단벽을 외부면에 위치한 전단벽 또는 골조의 기둥에 수직적으로 일정한 간격으로 강한 보나 트러스를 이용하여 연결함으로써 병렬전단벽과 유사하거나 보다 높은 효과를 볼 수 있다.
이 형태가 아웃트리거 시스템(Outrigger System)이며 이 시스템에서도 콘크리트 전단벽을 중심 요소가 된다.
4. 장점
콘크리트 전단벽 시스템은 시공에 있어서도 다음과 같은 장점을 가진다.
①코어 전단벽은 미끄럼 거푸집(slip form) 또는 점프 거푸집(jump form)을 이용하여 단기간에 효율적으로 시공될 수 있다.
②고강도 콘크리트를 사용하면 전단벽의 두께를 줄일 수 있고 그 만큼 임대 면적을 늘릴 수 있다.
③고층부 시공에 있어서도 고강도 콘크리트를 펌핑하여 바로 타설할 수 있는 기술과 장비가 개발되어 있다.
④엘리베이터 샤프트와 서비스 코어에 대한 내화성능은 전단벽 두께를 필요한 만큼 늘림으로써 확보 가능하다.
⑤철골 접합부에서와 같은 복잡한 볼트 접합상세 또는 현장 용접이 필요 없다.
⑥좋은 배근 상세를 가진 전단벽 시스템은 철골의 경우보다 2배 정도 높은 감쇠 능력을 가지고 있다.
높은 감쇠능력은 특히 가속도 사용성이 설계를 좌우하는 경우나 지진 다발 지역에서 유용한 장점이다.
5. 고려할 점
이상의 장점이 전단벽 시스템의 장점이지만 다음과 같은 점도 고려하여야 한다.
①코어 전단벽에는 1층에 개구부가 많이 설치되며 이 경우 높은 응력이 문제가 된다.
②전단벽에 생기는 개구부의 개수와 크기에 따라 전단벽의 비틀림 강성과 휨 강성이 크게 저하될 수 있다.
③콘크리트의 비탄성 변형에 의해 전단벽의 수직방향 변형이 계속 진행되므로 이의 예측 및 평가가 설계단계에서
반드시 실시되어야 한다.
④일반적으로 철골 구조에 비해 공사 기간이 많이 소요된다.
⑤콘크리트 전단벽 시스템은 철골에 비하여 무게가 많이 나가므로 기초가 부담해야 하는 하중이 커진다.
미끄럼 거푸집 또는 점프 거푸집과 같은 ACS 거푸집(auto climbing system form)을 사용할 경우에는 거푸집 초기 설치로 인한 공기 지연, 전단벽의 두께가 달라지는 부분에서의 거푸집 조정에 필요한 시간, 거푸집 설치의 정렬도 확인, 거푸집과 콘크리트의 부착으로 인한 거친 콘크리트 표면 또는 콘크리트 박리, 균열 등의 부정적 요인에 주의하여야 한다.
[출처] 초고층 건축의 전단벽 시스템|작성자 하늘사랑