무량판 구조 중 플랫 슬래브와 플랫 플레이트

안녕하세요. 오늘은 무량판 구조에 대해 설명 드리려고 합니다.

 

 

정의

​무량판 구조는 건축물의 뼈대를 구성하는 방식 중 하나로, 수직재의 기둥과 수평 구조 부재인 슬래브로 구성됩니다. 플랫 슬래브와 플랫 플레이트는 무량판 구조에서 자주 나오는데, 이 두 가지의 차이점에 대해 설명드리겠습니다.

 

플랫 슬래브는 보(beam)가 없이 기둥과 슬래브로만 구성되는 구조입니다. 이로 인해 층고가 낮아지고 많은 층수를 확보할 수 있습니다. 플랫 슬래브에서는 슬래브의 휨 모멘트가 부재의 길이에 일정하게 분포되지 않으며, 기둥에 가까울수록 모멘트가 크게 집중되고, 슬래브 중앙부에는 모멘트가 작게 분포합니다. 또한 플랫 슬래브는 2방향 구조이므로 바닥의 주철근은 2방향으로 배근해야 합니다.

 

 

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이렇게 라멘구조와 무량판 구조의 차이점입니다. 무량판 구조는 보가 없으니 그만큼 층고가 낮아지고, 많은 층수를 확보할 수 있겠죠?

 

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슬래브의 일반사항

 

   

슬래브의 일반 사항부터 살펴보겠습니다.

판을 이루고 있는 슬배브의 휨 모멘트는 부재의 길이에 일정하게 분포하지 않고, 기둥에 가까울수록 슬래브에 모멘트가 크게 집중되며, 슬래브 중앙부에는 모멘트가 작게 분포합니다. 설계 시 슬래브는 주열대와 중간대로 구분되어 사용됩니다. 즉, 제일 조심해야 되는 것은 기둥에 의해 전단파괴(펀칭 파괴) 가 일어날 수 있는 주열대에 배근을 많이 하게 됩니다.

 

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주열대

 

기둥의 중심선에 가까운 슬래브 영역으로 주로 부모멘트가 작용한다. 주열대의 크기는 슬래브의 양변 중에서 작은 쪽 변의 길이를 중심으로 한다.

   

중간대

 

슬래브의 중간 영역으로 주로 정모멘트가 작용하며, 주열대를 제외한 영역을 의미합니다.

1방향 슬래브는 이렇게 단변 방향에는 주근을 배치하고 장변 방향에는 온도 철근을 배치하게 되는데요. 이것 또한 각각의 규정이 있습니다.

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단변 방향에는 주근 배근

 

•위험 단면에서의 후 철근의 최대 간격은 슬래브 두께의 2배, 300mm 중 작은 값 이하
•그 외의 단면에서는 슬래브 두께의 3배, 450mm 중 작은 값이 하단변방향에는 주근배근

 

 

 

장변방향에는 온도철근 배근

•수축 ・온도철근의 배근간격은 슬래브 두께의 5배 또는 450mm 값 중 작은 값을 사용

 

•수축 ・온도철근의 최소 철근비

  ↳ fy ≤ 400MPa 인 이형철근이나 용접철망

 ρmin≥0.0020

 

↳ fy 〉 400MPa 인 이형철근이나 용접철망

 ρmin≥ 0.0020 * 400/fy ≥ 0.0014

  예를 들어 fy 가 500mpa라면, 철근비는 0.016이 되는것입니다.

 

 

​ 플랫 슬래브

​뚫림전단의 위치 : 기둥면에서 d/2위치 - 지판은 받침부 중심선에서 각 방향 받침부 중심 간 경간의 1/6이상을 각 방향으로 연장하여야 한다

 

지판의 슬래브 아래로 돌출한 두께는 돌출부를 제외한 두께의 1/4이상이어야 한다.

 

슬래브 두께 : 150mm 이상 (단, 최상층 슬래브 두께는 일반 슬래브 두께 100mm 이상 규정을 따를 수 있다.)

 

​기둥 폭 결정 : (1) 기둥 중심 간 거리×L/20이상 (2) 300mm 이상 (3) 층고×1/15이상 셋 중의 최대값을 기둥폭으로 선정한다.

 

​규정과 기둥 폭에서 문제가 많이 출제됩니다.

 

시험 문제 풀어보기

건축공기업 시험에서 최근 많이 나온 문제들을 살펴보겠습니다.

보 또는 보의 역할을 하는 리브나 지판이 없어 기둥으로 하 중을 전달하는 2방향으로 철근이 배치된 콘크리트 슬래브는?

① 위플 슬래브(Waffle slab)
② 플랫 플레이트(Flat plate)
③ 플랫 슬래브(Flat slab)
④ 데크플레이트 슬래브(Deck plate slab)
⑤ 윙 플레이트(Wing plate)

 

2번
펀칭 현상을 막기 위해 지판으로 보강 O -> 플랫 슬래브
지판 X -> 플랫 플레이트로 구분하면 됩니다.

 

다음 중 플랫 슬래브에 대한 특징으로 틀린 것을 고르시오.

 

① 슬래브 두께는 100mm 이상으로 한다.

② 다른 공사에 비하여 거푸집 공사가 단순하여 공기를 단축할 수 있다.

③ 바닥판이 두껍게 하여 고정하중이 증가한다.

④ 층높이를 낮게 할 수 있다.

⑤ 실내의 이용률이 높다.

 

1번 - 플랫 슬래브의 두께는 150mm 이상으로 규정에서 나온 문제입니다.

 

플랫 슬래브에 대한 특징으로 틀린 것을 고르시오.

① 플랫 플레이트에 지판을 설치하여 뚫림 전단에 대비한 구조이다.
② 층고가 높아진다.
③ 내부에 보가 없어 실내 이용률이 높다.
④ 2방향 배근 방식일 경우 두께는 150mm 이상이여 야 한다.
⑤ 바닥의 주근은 2방향으로 배근한다.

 

2번 - 플랫 슬래브를 사용할 경우 층고가 높아진다고 많은 블로그에서 설명하고 있으나, 이는 사실이 아닙니다.
보가 사라짐으로써 실질적으로 이용되는 천창 고가 높아져 실내 이용률이 높아지는 것입니다.

층고가 높아진다 = 층수가 줄어든다고 할 수 있는데 층수를 늘리기 위해 설계하는 것이 무량판 구조이기 때문입니다.