기둥축소(Column Shortening)현상 - 기구미 노트

 

기출문제

• 2022년 126회 2교시 6번 : 초고층 건축물 기둥부등축소현상(Differential Column Shortening)의 원인과 대책을 설명하시오.
• 2021년 125회 3교시 6번 : 초고층 건축공사에서 기둥의 부등축소(Column Shortening) 현상의 유형별 발생원인, 문제점 및 방지대책에 대하여 설명하시오.
• 2020년 122회 3교시 4번 : 기둥의 부등축소(Differential Column Shortening) 발생원인과 그에 따른 문제점 및 대책에 대하여 설명하시오.
• 2020년 120회 3교시 5번 : 고층 철골철근콘크리트조 건축물공사에서 수직부재 부등축소현상의 문제점과 발생원인 및 방지대책에 대하여 설명하시오.
• 2018년 115회 1교시 6번 : 철골구조의 Column Shortening
• 2016년 108회 1교시 13번 : 철골조 Column Shortening의 원인 및 대책
• 2012년 96회 1교시 8번 : Column shortening
• 2009년 89회 2교시 4번 : 초고층 건축공사에서 기둥부등축소현상(Column Shortening)의 발생원인, 문제점 및 대책에 대하여 설명하시오
• 2008년 84회 4교시 3번 : 고층건물의 column shortening에 의한 부등(不等)축소량 발생시 커튼월 공사의 조인트 설계보정 계획과 현장 설치시 보정계획에 대하여 기술하시오.
• 2006년 80회 1교시 2번 : Column Shortening
• 2004년 74회 4교시 6번 : 콘크리트 Column Shortening의 발생원인을 요인별로 설명하시오.
• 2003년 71회 4교시 3번 : Column shortening에 있어서 탄성변형과 비탄성 변형에 대하여 설명하시오.
• 2003년 69회 1교시 4번 : 기둥축소량

개요

1. 수직부재가 시간의 경과에 따라 수축하는 것을 기둥축소(Column Shortening)라 한다.
2. 건물의 고층화 및 비정형화 등으로 인한 수직 부재의 축소량 차이를 부등축소(Differential Column Shortening)라 한다.

기둥축소(Column Shortening) 발생원인

1. 탄성 변형
1. 수직부재가 받는 하중으로 인하여 원래 길이보다 줄어드는 현상
2. 비탄성 변형
1. 크리프 변형
   콘크리트가 지속적인 하중을 받을 때 시간의 경과에 따라 변형률이 증가하는 현상
   

   종류	내용
   기본 크리프(Basic Creep)	주변환경과 수분의 이동이 없는 상태에서 일어나는 크리프
   건조크리프(Drying Creep)	건조에 의해 일어나는 추가적인 크리프

2. 건조수축 변형
   건조상태의 콘크리트 내부에 물이 증발함에 따라 수화작용에서 생성된 시멘트 겔의 체적이 감소하며 수축
   

   종류	내용
   Drying Shrinkage	콘크리트 내부의 수분 감소에 의해 발생
   Autogenous Shrinkage	시멘트 수화작용에 의해 발생
   Carbonation Shrinkage	여러가지 시멘트의 수화물이 이산화탄소에 의해 탄화됨으로서 발생

 

부등축소(Differential Column Shortening)발생 원인

1. 기둥 구조가 상이한 경우
1. 외부기둥은 내부 코어에 비해 부재 단면이 작아 응력비가 높으므로 큰 수축이 일어남
   
   
   
   
   
2. 외부기둥과 내부기둥의 하중의 차
1. 스팬이 일정하다면 내부기둥의 분담면적이 큼
2. 내부기둥 하중 : 외부기둥 하중 = 1 : 2 
   
   
   
   
   
3. 서로다른 이질재료의 기둥 사용 (합성구조)
1. 철골부재의 경우 장기변형이 거의 없이 탄성변형만 발생
2. 철근콘크리트는 재료적 특성에 의한 크리프, 건조수축에 의한 수직변형이 크게 발생 
   
   
   

부등축소(Differential Column Shortening)의 문제점

1. 바닥의 불균형 처짐
2. 커튼월의 비틀림
3. 오배수관의 역구배 발생
4. 칸막이 벽과 문틀 등의 비틀림
5. 엘리베이터 레일 등에 영향
6. 슬래브나 보에 부가응력(전단력, 휨모멘트)을 유발

부등축소(Differential Column Shortening)현상 대책

1. 기둥축소량보정 
   
   
   
   
   
2. Curtain Wall Unit간 시공여유 확보
3. 상부 슬래브와 칸막이벽간 시공여유 확보
   
   
   
   
   
4. 수직방향 설비 파이프에 Expansion Joint 설치
5. 계측 및 레벨관리 철저

연관문제

Creep(크리프) - 건조수축균열

 

참고문헌(출처)

• 초고층 건축공사의 기둥 축소 보정방법 / 소광호