철골 구조 건물은 주요 하중 지지 프레임, 기둥, 보, 트러스 및 버팀대가 철근 콘크리트, 목재 또는 석조가 아닌 구조용 강철로 제작되는 건축 시스템입니다. 이 프레임은 건물의 전체 고정 하중, 활하중, 풍하중 및 지진 하중을 전달하는 반면, 벽, 지붕 및 단열재는 강철 뼈대에 부착된 비내력 외피 재료 역할을 합니다. 철골 구조 건물은 프로젝트에 넓은 간격, 빠른 설치 일정, 가벼운 기초 및 반복적인 하중 주기에 따른 장기 내구성이 필요할 때 가장 자주 선택됩니다.
가장 일반적인 형식은 단층입니다. 포털 프레임 강철 구조물 , 다층 강철 프레임 건물, 넓은 홀을 위한 강철 트러스 건물, 조립식 베이로 조립된 모듈형 강철 건물 등이 있습니다. 일반적인 클리어 스팬 범위는 다음과 같습니다. 18미터 ~ 60미터 내부 기둥이 없고 처마 높이는 창고, 작업장, 항공기 격납고, 체육관 또는 농업용 건물과 같은 용도에 따라 일반적으로 4.5m에서 12m까지 실행됩니다.
철골구조 건물은 현장타설 콘크리트 건축에 비해 일반적으로 총 건설기간을 다음과 같이 단축시킨다. 30% ~ 50% 기둥, 들보, 지붕 중도리 등은 부어서 양생하는 대신 공장에서 제작하고 현장에서 함께 볼트로 접합하기 때문입니다. 철골 구조 건물에 대한 수요는 물류, 제조, 농업 부문 전반에 걸쳐 꾸준히 증가해 왔으며, 이는 주로 비즈니스 변화에 따라 신속하게 건설하고 나중에 크기를 조정하고 이전하거나 재판매할 수 있는 시설에 대한 필요성에 의해 주도되었습니다.
이 가이드에서는 구조적 구성 요소, 건물 유형, 강철 등급, 바람 및 지진 고려 사항, 비용 동인, 부식 방지, 단열재, 클래딩 프로파일, 도어 및 환기, 기초, 조립 순서, 품질 관리, 현장 안전, 산업 적용, 재활용 가능성, 일반적인 주문 실수, 장기 유지 관리 및 자세한 FAQ 섹션을 다룹니다.
철골 구조 건물과 기존 콘크리트 또는 석조 건물 사이의 결정적인 차이점은 하중이 프레임을 통과하는 방식입니다. 강철 구조물에서는 힘이 연속적인 콘크리트 덩어리를 통해 분산되기보다는 개별 조인트, 기둥, 서까래, 도리 및 보강 막대에 연결된 가는 부재에 집중됩니다. 이를 통해 훨씬 적은 자중으로 동일한 하중 지지 용량을 달성할 수 있습니다.
구조용 강철은 비슷한 하중 용량의 철근 콘크리트보다 중량 대비 강도 비율이 훨씬 높습니다. 특정 범위의 강철 포털 프레임 건물은 일반적으로 무게가 나갑니다. 60~70% 감소 이는 동등한 철근 콘크리트 프레임보다 기초 크기, 기초 비용 및 토양에 전달되는 하중을 직접적으로 줄입니다. 이는 토양 지지력이 약하거나 가변적인 부지에서 가장 중요하며, 가벼운 구조로 인해 깊은 말뚝 대신 단순한 독립 기초를 사용할 수 있습니다.
강철 부재는 제어된 공장 환경에서 CNC 플라즈마 또는 레이저 절단 장비를 사용하여 절단, 드릴링 및 용접되며, 수 미터 길이의 부재 전체에서 수 밀리미터 이내의 공차를 유지합니다. 이러한 정밀도는 볼트 현장 연결이 처음에 올바르게 정렬되어 치수 변화가 거푸집 품질과 타설 기술에 크게 좌우되는 현장 타설 콘크리트 거푸집에서 흔히 발생하는 재작업을 줄여준다는 것을 의미합니다.
기초 작업이 동시에 진행되는 동안 철골 부재가 현장 외부에서 생산되기 때문에 전체 프로젝트 일정이 크게 단축됩니다. 콘크리트 프레임은 다음 층이나 베이가 진행되기 전에 거푸집 설치, 철근 배치, 콘크리트 타설 및 양생 기간을 기다려야 하는 반면, 강철 프레임은 앵커 볼트가 설정되고 기초 콘크리트가 적절한 강도에 도달하자마자 배송 및 세워질 수 있습니다.
강철 연결은 단일체로 주조하는 대신 볼트로 체결되므로 나중에 방해를 덜 받으며 내부 레이아웃을 변경할 수 있습니다. 메자닌 플로어, 추가 베이, 새로운 문 개구부 또는 크레인 활주로 빔을 표적 보강을 통해 기존 강철 구조물 건물에 추가할 수 있는 경우가 많습니다. 이는 견고한 콘크리트 프레임 내부에서 달성하기에는 훨씬 더 파괴적이고 비용이 많이 듭니다.
철골 구조 건물은 서로 다른 범위, 높이 및 하중 프로필에 적합한 소수의 잘 확립된 구조 시스템에 속합니다. 올바른 유형을 조기에 선택하면 프로젝트 후반에 비용이 많이 드는 재설계를 피할 수 있습니다.
이러한 건물 유형 내에서 측면 하중 저항 시스템은 일반적으로 기둥-서까래 연결이 대각선 버팀대 없이 굽힘을 견딜 수 있을 만큼 견고한 모멘트 프레임 또는 빔-기둥 조인트가 더 단순하게 유지되는 동안 대각선 막대 또는 앵글 부재가 측면 하중을 전달하는 버팀 프레임입니다. 모멘트 프레임은 벽 라인을 눈에 보이는 버팀대 없이 유지하므로 모든 벽을 따라 큰 문 개구부가 필요한 건물에 적합하며, 버팀 프레임은 일부 벽이 눈에 보이는 대각선 부재를 수용할 수 있는 경우 일반적으로 더 경제적입니다.
| 건물 유형 | 일반적인 클리어 스팬 | 일반적인 처마 높이 |
|---|---|---|
| 포털 프레임 | 18분 - 40분 | 4.5m - 9m |
| 트러스 구조 | 30m - 60m | 8분 - 15분 |
| 다층 프레임 | 베이당 6m - 12m | 층당 3m - 4m |
| 스페이스 프레임 | 40m - 120m | 10분 - 25분 |
| 모듈식 건물 | 3m - 12m | 2.4m - 3.6m |
건물의 기본 및 보조 부재에 지정된 강철 등급은 주어진 하중을 견디는 데 필요한 자재의 양을 직접적으로 결정하며, 기본 등급 용어를 이해하는 구매자는 견적을 훨씬 더 정확하게 비교할 수 있습니다.
기본 프레임 멤버는 일반적으로 최소 항복 강도를 갖는 등급으로 지정됩니다. 235MPa ~ 355MPa , 사용 중인 지역 표준에 따라 Q235, Q355, S235 또는 S355로 표시되는 경우가 많습니다. 항복 강도 등급이 높을수록 동일한 하중에 더 얇은 판을 사용할 수 있어 전체 톤수를 줄일 수 있습니다. 하지만 더 얇은 판은 국부적인 좌굴에 더 민감할 수 있으며 일반적으로 더 세심한 보강재 세부 사항이 필요합니다.
일반적인 단층 포털 프레임의 기둥 및 서까래 플랜지 플레이트 두께는 일반적으로 다음과 같습니다. 6밀리미터에서 20밀리미터 , 테이퍼 용접 단면에서 웨브 플레이트가 플랜지 플레이트보다 약간 더 얇습니다. 도리와 거트는 일반적으로 두께가 1.5mm에서 3mm 사이인 강판으로 형성됩니다. 그 이유는 폭과 하중 요구 사항이 기본 부재보다 훨씬 낮기 때문입니다.
기본 기둥과 서까래는 열간 압연 표준 단면 또는 평판에서 절단하고 자동 수중 아크 용접으로 접합한 용접 구성 단면으로 생산됩니다. 용접 테이퍼 섹션을 사용하면 제작자가 프레임을 따라 각 지점의 굽힘 모멘트에 부재 깊이를 일치시킬 수 있으며, 종종 일정한 깊이의 열간 압연 섹션에 비해 재료를 절약할 수 있습니다. 이는 테이퍼 용접 프레임이 중간 스팬 포털 건물 시장을 지배하는 이유 중 하나입니다.
모든 철골 구조 건물은 유형에 관계없이 반복되는 일련의 부재로 구성됩니다. 각 구성 요소의 기능을 이해하면 구매자가 구조 도면을 읽고 여러 제작업체의 견적을 동일한 조건으로 비교할 수 있습니다.
기둥은 지붕에서 기초까지 수직 하중을 전달하는 반면, 보라고도 불리는 서까래는 수평으로 또는 기둥 사이의 경사면에 걸쳐 지붕 하중을 전달합니다. 기본 부재는 일반적으로 열간 압연된 H형 단면 또는 용접된 테이퍼형 I형 단면으로, 굽힘 모멘트 다이어그램과 일치하고 부재의 응력이 낮은 끝 부분에서 강철 무게를 줄이기 위해 테이퍼형 단면이 사용됩니다.
퍼린은 지붕 시트를 지지하기 위해 서까래 사이의 지붕 경사면을 따라 달리고, 거트는 벽 클래딩을 지지하기 위해 기둥 사이의 벽을 따라 움직입니다. 이는 일반적으로 냉간 성형 C-섹션 또는 Z-섹션으로, 효율적인 운송을 위해 형상을 중첩할 수 있고 열간 압연 섹션보다 가벼우면서도 2차 프레임 제작의 낮은 하중 요구 사항을 충족하기 때문에 선택됩니다.
브레이싱 로드, 앵글 브레이싱 또는 포털 브레이싱은 메인 프레임만으로는 건물 길이를 따라 방향으로 처리할 수 없는 바람 및 지진 활동으로 인한 측면 힘에 저항합니다. 적절한 버팀대가 없으면 강철 구조물 건물은 포털 프레임 자체가 단면 방향으로 안정적으로 유지되더라도 풍하중에 의해 옆으로 기울어질 수 있습니다.
베이스 플레이트는 각 기둥의 바닥에 용접된 두꺼운 강판이며 콘크리트에 박힌 앵커 볼트를 통해 기초에 볼트로 고정됩니다. 베이스 플레이트는 집중된 기둥 하중을 더 넓은 기초 영역에 분산시키며, 모멘트 프레임 설계에서는 단순한 수직 반력이 아니라 굽힘 모멘트와 수직 하중을 견딜 수 있도록 크기를 조정하고 볼트로 고정해야 합니다.
머리 위 자재 처리가 필요한 건물에는 주 기둥에 부착된 브래킷에 장착된 크레인 활주로 대들보라고도 하는 크레인 빔이 포함됩니다. 크레인 하중은 프레임에 정적 바람 또는 눈 하중과 다른 반복적인 피로 유형 응력을 발생시키므로 크레인을 지지하는 기둥은 일반적으로 동일한 경간을 갖는 크레인이 아닌 건물의 기둥에 비해 더 무겁고 추가적인 보강재를 사용합니다.
철골 구조 건물은 콘크리트 건물보다 가볍고 대형 투명 지붕을 특징으로 하는 경우가 많기 때문에 풍하중 및 지진 거동은 나중에 고려하기보다는 설계 단계에서 세심한 주의가 필요합니다.
넓고 얕은 피치의 지붕은 강풍이 불 때 바람이 불어오는 쪽과 지붕 모서리에서 상당한 양력 흡입을 생성하며, 이는 지붕 자체 무게의 하향 힘을 초과할 수 있습니다. 이러한 구역의 도리-서까래 연결부 및 지붕 시트 고정 장치는 일반적으로 국부적인 상승 압력에 저항하기 위해 일반 지붕 필드보다 더 가까운 간격으로 지정됩니다.
강철은 연성 재료입니다. 즉, 파손되기 전에 눈에 띄게 변형될 수 있습니다. 이는 갑작스러운 취성 파손이 아닌 제어된 항복을 통해 상세한 강철 프레임이 지진 에너지를 흡수할 수 있도록 해줍니다. 이러한 연성은 갑자기 파손될 수 있는 용접 또는 볼트 그룹이 아닌 예측 가능하고 제어된 위치에서 항복이 발생할 수 있도록 연결 세부 사항이 설계된 경우 의미 있는 지진 활동이 있는 지역에서 철골 구조 건물이 자주 선호되는 이유 중 하나입니다.
지붕 피치는 미끄러지기 전에 쌓이는 눈의 양에 직접적인 영향을 미치므로 폭설 지역의 건물은 일반적으로 동일한 경간을 가진 온화한 기후의 건물보다 더 가파른 피치 또는 더 무거운 도리 간격을 사용합니다. 설계 중 지역 적설량 데이터를 무시하는 것은 철골 구조물 조달 시 가장 흔하고 비용이 많이 드는 오류 중 하나입니다. 건설 후 과소평가된 적설량에 맞게 지붕을 개조하는 것이 처음부터 올바르게 지정하는 것보다 훨씬 더 많은 비용이 들기 때문입니다.
철골 구조 건물과 철근 콘크리트 건물 중에서 선택하는 것은 일반적으로 요구 사항, 건설 일정, 현장 토양 조건 및 확장 또는 재구성을 위한 장기적인 유연성에 따라 결정됩니다.
| 요인 | 강철 구조물 | 철근콘크리트 |
|---|---|---|
| 건설속도 | 신속하게 현장에서 볼트 체결 | 속도가 느려지고 경화가 필요함 |
| 최대 클리어 스팬 | 최대 60m 이상 | 일반적으로 20m 미만 |
| 구조적 무게 | 더 가볍고 작은 파운데이션 | 더 무겁고 더 큰 기초 |
| 향후 확장 | 간단한 베이 확장 | 어려움, 철거 필요 |
| 내화 등급 | 추가 방화 필요 | 본질적으로 더 높음 |
| 체중 부하 효율성 | 높은 강도 대 중량 비율 | 낮은 강도 대 무게 비율 |
| 음향 성능 | 추가 음향 라이닝 필요 | 자연적으로 더 높은 질량 감쇠 |
콘크리트는 추가 방화 없이 내화성을 요구하는 지하실, 보수 구조물, 고층 코어, 특정 실험실이나 정밀 제조 시설과 같이 매스 자체가 음향 차단 또는 진동 감쇠를 위해 필요한 건물에 대한 더 강력한 선택으로 남아 있습니다.
강철 구조물 건축 비용은 주로 강철 톤수, 지붕 및 벽 클래딩 등급, 단열재 두께, 크레인 적재 요구 사항 및 현장 접근성에 따라 결정됩니다. 일반적인 계획 범위로서 내부 마감재가 없는 단층 포털 프레임 창고는 일반적으로 다음 사이에 속합니다. 평방 미터당 45 USD 및 120 USD 철골 프레임 및 기본 클래딩 패키지의 경우 기초, 문, 전기 작업 및 내부 마감재를 추가하기 전입니다. 더 무거운 적설 설계, 크레인 갠트리 또는 단열 샌드위치패널(판넬) 클래딩을 갖춘 건물은 해당 범위의 상단쪽으로 이동하거나 그 이상으로 이동합니다.
24미터 범위와 중간 적재량을 갖춘 간단한 포털 프레임 창고는 일반적으로 다음을 사용합니다. 평방미터당 강철 15~25kg 지붕이 있는 바닥 면적. 더 넓은 경간, 더 높은 크레인 용량 또는 더 심한 바람과 눈이 내리는 지역으로 인해 이 수치가 증가하며 때로는 평방 미터당 35kg 이상까지 증가합니다. 왜냐하면 더 큰 굽힘 모멘트를 견디기 위해 서까래와 기둥 부분이 커져야 하기 때문입니다.
지붕 및 벽 클래딩, 단열재, 홈통 및 후레싱은 일반적으로 30퍼센트에서 40퍼센트 전달된 총 건축 비용 중 강철 프레임 자체와 대략 비슷합니다. 별도의 단열 블랭킷이 포함된 단일 스킨 시트를 선택하는 것은 단열 샌드위치 패널보다 초기 비용이 저렴하지만 샌드위치 패널은 현장에서의 노동 시간을 줄이고 일반적으로 장기적인 열 효율성을 위해 더 나은 성능을 발휘합니다.
평방미터당 철골 구조물 건설 비용은 원강 가격, 인건비, 제조 공장으로부터의 배송 거리, 현지 바람이나 눈 하중 요구 사항의 차이로 인해 지역마다 상당히 다릅니다. 더 높은 부식 방지 사양을 요구하는 해안 프로젝트나 높은 운송 비용이 드는 외딴 내륙 현장은 일반적으로 건물 설계 자체가 표준인 경우에도 전국 평균 가격보다 높습니다.
초기 프레임 전용 견적에서 일반적으로 제외되는 항목에는 부지 평준화 및 다짐, 기초 보강 및 콘크리트, 개인용 문 및 롤러 문, 홈통 및 하향 파이프, 반투명 지붕 조명 패널 및 전기 거친 부분이 포함됩니다. 이러한 범위 항목에 대한 항목별 견적을 요청하는 구매자는 프로젝트 후반에 예상치 못한 예산을 피할 수 있습니다.
코팅되지 않은 구조용 강철은 습기와 산소에 노출되면 부식되므로 모든 강철 구조물 건물에는 해당 환경에 적합한 코팅 시스템이 필요합니다. 코팅 선택은 구매 과정에서 가장 간과되는 결정 중 하나이지만, 대대적인 재도색이 필요할 때까지 프레임이 수십 년 동안 지속될 것인지를 결정합니다.
코팅 성능은 일반적으로 코팅이 완료된 후 각 부재의 여러 지점에서 미크론 단위로 측정되는 건도막 두께 측정기를 사용하여 검증됩니다. 범위의 아연 도금 코팅 70~100미크론 이중 시스템은 가장 가혹한 환경을 위해 70미크론의 아연과 추가로 120~160미크론의 페인트 필름을 결합할 수 있는 반면, 이중 시스템은 구조적 부분에 일반적입니다.
해안 현장, 화학 공장 및 산업 오염이 심한 지역은 건조한 내륙 지역에 비해 부식 속도가 크게 가속화되므로 코팅 사양은 항상 일반적인 기본값이 아닌 실제 현장 환경을 참조해야 합니다. 해안선에서 몇 킬로미터 이내에 위치한 건물이나 부식성 화학물질을 취급하는 시설에 위치한 건물은 일반적으로 가장 높은 보호 등급을 보장합니다. 왜냐하면 설계 단계에서 코팅을 업그레이드하는 데 드는 증분 비용은 몇 년 후에 사용 중인 건물을 다시 코팅하는 비용에 비해 적기 때문입니다.
강철 구조물 건물의 외피는 일반적으로 두꺼운 벽돌이 아닌 얇은 금속 클래딩이기 때문에 단열재 선택은 실내 온도 안정성과 난방 및 냉방을 위한 에너지 소비에 큰 영향을 미칩니다.
샌드위치 패널은 두 개의 얇은 금속 스킨 사이에 일반적으로 폴리우레탄 또는 미네랄울과 같은 단단한 폼 코어를 결합합니다. 50mm 폴리우레탄 코어 패널은 일반적으로 주변의 열 투과율을 달성합니다. 0.4~0.5W/m²K 100mm 코어 패널은 이를 대략적으로 줄일 수 있습니다. 0.2W/m²K , 기후 제어 건물의 난방 및 냉방 부하를 의미있게 줄입니다.
단일 스킨 지붕 시트 아래 도리 사이에 놓인 유리 섬유 담요 단열재는 저렴한 대안으로 기본 보관 창고와 같이 엄격한 내부 온도 요구 사항이 없는 건물에 일반적으로 적합하지만 패스너 지점에서 일단 압축되면 샌드위치 패널보다 일관성이 떨어집니다.
금속 지붕 시트의 차가운 밑면에 도달하는 따뜻하고 습한 내부 공기는 응결되어 보관된 상품이나 장비에 떨어질 수 있으므로 일반적으로 수증기 차단층은 단열재와 지붕 공간으로의 습기 이동을 막기 위해 담요 단열재의 따뜻한 면에 설치됩니다. 습기에 민감한 물품을 보관하거나 습한 기후에 위치한 건물은 단순히 단열재 두께를 추가하는 것보다 지속적이고 잘 밀봉된 수증기 장벽의 이점을 훨씬 더 많이 누릴 수 있습니다.
지붕 시트 및 벽 패널용으로 선택한 클래딩 프로필은 방수 성능, 바람에 대한 저항성 및 완성된 강철 구조물 건물의 시각적 외관에 영향을 미칩니다.
사다리꼴 프로파일은 높은 사다리꼴 모양의 리브 사이에 넓고 평평한 팬이 있어 낮은 피치 지붕의 더 긴 도리 간격과 효율적인 물 배수를 위한 우수한 견고성을 제공합니다. 이 프로파일은 비용, 강도 및 적용 범위 폭의 균형으로 인해 산업 및 농업용 강철 구조물 건물에 가장 널리 사용되는 지붕 시트 선택입니다.
스탠딩 솔기 패널은 노출된 패스너 대신 기계적으로 맞물린 돌출된 솔기를 사용하므로 시간이 지남에 따라 패스너 지점에서 누출이 발생할 위험이 줄어듭니다. 이 시스템은 일반적으로 노출 패스너 시트보다 평방미터당 비용이 더 높지만 지붕 피치가 매우 낮거나 패스너가 뒤로 빠질 위험이 높은 바람이 많이 드는 구역이 있는 건물에 선호됩니다.
유리섬유 강화 반투명 패널은 주변 금속 시트와 동일한 프로파일에 설치되어 추가 전기 설비 없이 자연 채광을 허용할 수 있습니다. 일반적인 수당은 대략 2%에서 4% 반투명 패널의 전체 지붕 면적은 일반적으로 과도한 열 획득 없이 창고에서 주간 조명 에너지 사용을 눈에 띄게 줄이는 데 충분합니다.
철골 구조 건물 외피의 개구부는 처음부터 프레임 설계에 계획되어야 합니다. 큰 문과 창문 개구부는 프레임이 측면 안정성을 위해 의존하는 연속 버팀대와 벽 둘레 레이아웃을 방해하기 때문입니다.
롤러 셔터 도어와 슬라이딩 도어는 가장 일반적인 차량 및 장비 접근 지점이며, 개구부 위의 헤더 빔은 개구부 주위의 벽 풍하중을 메인 프레임으로 다시 전달하도록 설계되었습니다. 트럭 접근을 위한 넓은 개구부나 항공기 격납고 도어에는 추가 프레임 부재가 필요하며 때로는 방향 전환된 하중을 운반하기 위한 전용 포털 프레임 베이가 필요합니다.
지붕 꼭대기를 따라 이어지는 연속 능선 통풍구 또는 간격을 둔 터빈 통풍구는 건물 내부에서 자연적으로 상승하는 따뜻한 공기가 빠져나가도록 허용하여 기계식 에어컨 없이 건물의 실내 온도 상승을 줄입니다. 이러한 수동 환기 방식은 정확한 실내 온도 유지가 필요하지 않은 농업용 건물 및 일반 보관 창고에서 널리 사용됩니다.
제조 장비와 같은 공정 열원이 있는 건물은 종종 추출 팬과 쌍을 이루는 루버 벽 개구부를 추가하여 높은 수준에서 뜨거운 공기를 적극적으로 끌어내는 동시에 바닥 수준 근처에서 더 차가운 대체 공기를 끌어와 수동 능선 환기만 하는 것보다 훨씬 더 일관된 온도 제어를 제공합니다.
철골 구조 건물이 콘크리트 프레임 대안보다 가볍더라도 기초 설계는 여전히 현지 토양 지지력, 지하수 수준, 바람 및 크레인 힘으로 인한 기둥 하중에 크게 의존합니다.
철골 구조 건물의 가장 일반적인 기초는 프레임 분석에서 계산된 기둥 반력에 따라 크기가 지정된 각 기둥 아래의 격리된 철근 콘크리트 패드 기초입니다. 합리적인 지지력을 갖춘 토양에서는 패드 기초가 가장 빠르고 비용이 적게 드는 기초 옵션입니다.
기초에 매립된 앵커 볼트는 철골 제작자가 제공한 베이스 플레이트 구멍 패턴과 정확하게 일치해야 합니다. 왜냐하면 잘못 정렬된 앵커 볼트 그룹은 콘크리트가 경화된 후에는 교정될 수 없기 때문입니다. 콘크리트 타설 전에 기초 시공업체와 철강 공급업체 간의 앵커 볼트 설정 계획을 조정하는 것은 전체 프로젝트에서 가장 중요한 품질 체크포인트 중 하나입니다.
내부 바닥 슬래브는 일반적으로 기둥 기초와 별도의 구조 요소로, 강철 프레임이 세워지고 지붕이 방수된 후에 부어집니다. 바닥 슬래브 두께 및 철근은 랙킹 레그 포인트 하중 또는 지게차 휠 하중과 같은 예상 바닥 하중에 크게 좌우되며 일반적인 산업 기본값이 아닌 실제 장비 데이터를 기반으로 지정해야 합니다.
2,000~5,000제곱미터 범위의 일반적인 중형 강철 구조물 건물은 기초가 경화된 후 예측 가능한 조립 순서를 따릅니다.
이 정도 규모의 건물에서는 철골을 현장에서 건립하는 데만 시간이 걸리는 경우가 많습니다. 3~6주 일반적인 설치 인력과 함께 클래딩, 도어 및 서비스를 포함한 전체 완료에는 일반적으로 내부 마감 범위에 따라 4~10주가 추가됩니다.
일정 지연의 가장 빈번한 원인은 프레임 배송 전 불완전한 기초 양생, 설치 중에 발견된 누락되거나 잘못된 볼트, 크레인 리프팅 작업을 중단시키는 강풍, 세워진 프레임이 계획보다 오랫동안 날씨에 노출되는 클래딩 재료의 지연 배송 등입니다. 설치 직원이 동원되기 전에 포장 목록에 대한 전체 볼트 및 패스너 수를 확인하면 이러한 지연 중 가장 흔한 상황을 피할 수 있습니다.
동일한 핵심 프레임 기술을 거의 모든 범위, 높이 및 하중 요구 사항에 적용할 수 있기 때문에 철골 구조 건물은 매우 광범위한 산업 분야에서 사용됩니다.
철골 구조 건물의 부재 대부분은 현장 외부에서 생산되기 때문에 제작 단계의 품질 관리는 사후 현장 검사만으로 파악할 수 있는 것보다 최종 건물 성능에 훨씬 더 큰 영향을 미칩니다.
내장 테이퍼 단면의 플랜지와 웹 플레이트 사이의 접합부와 같은 기본 부재의 용접 연결부는 일반적으로 용접 프로파일 및 언더컷에 대한 육안 검사를 통해 검사하며, 표면에서 보이지 않는 내부 결함을 감지하기 위해 중요한 완전 관통 용접에 초음파 테스트를 적용합니다.
프레임을 포장하고 배송하기 전에 제작자는 일반적으로 기둥과 서까래를 시험 조립하거나 승인된 도면에 대해 전체 길이, 볼트 구멍 간격, 베이스 플레이트 평탄도와 같은 중요한 치수를 측정하여 부재가 현장에 도착한 후가 아니라 수정이 여전히 간단한 동안 오류를 포착합니다.
코팅 두께와 접착력은 일반적으로 구성원이 공장을 떠나기 전에 확인합니다. 날카로운 모서리의 얇은 코팅이나 용접 영역의 터치업 누락과 같은 결함은 프레임을 현장에 세운 후보다 통제된 작업장 환경에서 수정하는 것이 훨씬 쉽고 저렴하기 때문입니다.
철골 구조 건물을 세우는 작업에는 무거운 부재를 높이 들어 올리는 작업이 포함되므로 프로세스 전반에 걸쳐 엄격한 임시 버팀대 및 제어된 리프팅 순서가 필수적입니다.
새로 세워진 기둥과 서까래는 영구 버팀 막대가 완전히 장력을 받을 때까지 본질적으로 불안정하므로 임시 케이블 버팀대 또는 지지대를 사용하여 설치 중 돌풍과 크레인 움직임에 대해 부분적으로 만들어진 프레임을 안정적으로 유지합니다.
각 주요 리프트, 특히 길이가 긴 서까래 또는 트러스는 올바른 리깅 지점, 필요한 붐 길이 및 반경에 대한 크레인 용량, 당일 풍속이 리프팅되는 부재에 대한 크레인 제조업체의 작동 한계 내에 유지되는지 확인하여 미리 계획됩니다.
기둥 상단과 지붕 도리를 따라 볼트로 연결하려면 높은 곳에서 작업하는 인력이 필요하므로 영구적인 추락 방지 장치나 안전한 접근 통로가 설치될 때까지 지붕과 상부 벽 조립 전체에 적절한 등급의 하니스, 앵커 포인트 및 가장자리 보호 장치가 사용됩니다.
구조용 강철은 세계에서 가장 많이 재활용되는 건축 자재 중 하나이며, 이는 전체 수명 주기에 걸쳐 강철 구조물 건물의 환경 발자국에 직접적인 영향을 미칩니다. 강철은 일반적으로 새로운 구조 요소로 개질되기보다는 낮은 등급의 골재로 다운사이클되는 콘크리트와 달리 기계적 성능을 잃지 않고 반복적으로 용해되고 새로운 부분으로 개질될 수 있습니다.
재활용 가능성 외에도 철골 구조 건물은 부재가 제작 작업장에서 정확한 치수로 미리 절단 및 드릴링되어 도착하므로 현장 타설 공사에서 일반적으로 발생하는 거푸집 목재 폐기물 및 잉여 콘크리트를 방지하므로 건축 자체 중에 자재 낭비도 줄어듭니다. 건물의 수명이 끝나면 강철 프레임을 분해할 수도 있으며, 대부분의 경우 철거하는 대신 새 위치에서 직접 재사용할 수 있습니다.
강철 구조물 건물의 내재 탄소는 현장 건설 활동이 아닌 강철 제조 단계에 집중되어 있으므로, 공급업체로부터 이 정보를 얻을 수 있을 때 더 높은 재활용 함량으로 생산된 강철을 지정하면 구조 설계 자체를 변경하지 않고도 건물의 전반적인 내재 탄소 수치를 의미 있게 낮출 수 있습니다.
철골 구조물 건축 프로젝트에서 볼 수 있는 대부분의 분쟁과 비용 초과는 피할 수 있는 실수로 인해 발생하며, 각 실수는 약간의 사전 계획을 통해 예방할 수 있습니다.
철골 구조 건물은 다른 건물 유형에 비해 상대적으로 유지 관리가 거의 필요하지 않지만 소수의 정기 점검으로 서비스 수명이 실질적으로 연장됩니다.
| 품목 | 검사주기 |
|---|---|
| 지붕 및 벽 클래딩 패스너 | 12개월마다 |
| 홈통 및 하향관 정리 | 6개월마다 |
| 페인트 또는 아연 도금 상태 | 3~5년마다 |
| 볼트 연결 토크 확인 | 5년마다 |
| 기초 및 베이스 플레이트 점검 | 5~10년마다 |
페인트 필름을 통해 눈에 보이는 녹 출혈, 낮은 피치 지붕 부분에 고인 물, 바람에 덜거덕거리는 느슨해진 클래딩 패스너, 볼트 연결부의 눈에 띄는 처짐 또는 정렬 불량 등은 다음 예정된 점검 때까지 방치하기보다는 신속한 전문 점검을 요청해야 하는 징후입니다.
적절한 코팅과 정기적인 유지 관리를 통해 잘 설계된 철골 구조 건물은 일반적으로 지속됩니다. 40~60세 또는 그 이상 프레임 자체가 원래 클래딩보다 오래 지속되는 경우가 많으므로 20~30년 후에 교체해야 할 수도 있습니다.
예. 볼트 체결식 포털 프레임 시스템의 주요 장점 중 하나는 원래 기초와 프레임이 향후 확장을 염두에 두고 설계되었거나 끝 베이를 약간 보강한 경우 일반적으로 건물의 한쪽 끝에 추가 베이를 추가할 수 있다는 것입니다.
예, 프레임이 현장의 특정 적설 하중에 맞게 설계되었고 봉투에 적절한 단열재가 포함되어 있다면 가능합니다. 추운 기후 설계에서는 일반적으로 더 높은 지붕 눈 축적을 처리하기 위해 더 무거운 도리와 더 가까운 도리 간격을 사용합니다.
열간압연 형강은 고온에서 두꺼운 I형이나 H형으로 제작되어 1차 기둥과 서까래에 사용되는 반면, 냉간압연 형강은 상온에서 얇은 강판을 C형이나 Z형으로 압연하여 도리, 거트 등 가벼운 2차 부재에 사용됩니다.
보호되지 않은 강철은 고온에서 빠르게 강도를 잃습니다. 따라서 상층부가 밀집되어 있거나 특정 방화 등급 요구 사항이 있는 건물은 일반적으로 기본 부재에 팽창성 코팅 또는 방화 보드를 추가하는 반면, 단순한 단층 저장 건물은 추가 방화를 필요로 하지 않는 경우가 많습니다.
토양 상태는 기초 비용을 크게 변화시킬 수 있습니다. 단단하고 배수가 잘 되는 토양이 있는 부지에는 간단한 패드 기초만 필요한 반면, 연약한 점토, 높은 지하수위 또는 채움재가 있는 부지에는 말뚝 쌓기 또는 지반 개선이 필요할 수 있으며 이는 총 프로젝트 비용에 상당한 부분을 추가할 수 있습니다.
대부분의 포털 프레임 철골 구조 건물은 사이에 지붕 피치를 사용합니다. 5도와 10도 이는 건물 내부 부피와 클래딩 표면적을 최소화하는 것과 효과적인 빗물 배수의 균형을 유지하는 것입니다.
강철 프레임은 전기적으로 연속적이며 앵커 볼트를 통해 기초에 결합되어 있으므로 적절하게 설계된 접지 시스템에 연결하면 효과적인 자연 접지 경로 역할을 할 수 있어 연속 전도성 프레임이 없는 건물에 비해 국부적인 손상 위험을 줄일 수 있습니다.
대부분의 경우 그렇습니다. 원래 부재가 구조적 용량을 손상시키는 방식으로 절단, 드릴링 또는 수정되지 않고 새 현장의 설계 하중이 기존 프레임이 지탱하도록 설계된 하중을 초과하지 않는 경우 볼트 연결을 풀 수 있고 부재를 새 현장으로 이동할 수 있습니다.
보증 조건은 공급업체 및 구성 요소에 따라 다르며 구조용 강철 프레임 보증은 일반적으로 클래딩 비바람 방지 보증 및 코팅 보증과 분리되므로 구매자는 단일 포괄적 보증이 건물 전체에 적용된다고 가정하기보다는 서면으로 각 보증 기간을 요청해야 합니다.