강철 건물

섬네일|산 세바스티안 소성당 (1891년)은 마닐라에 있는 필리핀 국가지정문화재이다.
강철 건물(steel building)은 내부 지지대와 외부 클래딩에 강철로 제작된 구조이며, 일반적으로 바닥, 벽 및 외부 외피에 다른 재료를 사용하는 철골 구조 건물과는 다르다. 강철 건물은 보관, 작업 공간 및 주거용 숙소를 포함한 다양한 목적으로 사용된다. 사용 목적에 따라 특정 유형으로 분류된다.

장점
강철은 목재와 같은 다른 건축 자재에 비해 여러 가지 장점을 제공한다.
 강철은 구조적으로 견고하며 엄격한 사양과 공차에 따라 제조된다.
 강철은 쉽게 휘거나, 구부러지거나, 비틀리거나, 휘지 않으므로 수정하기 쉽고 설계 유연성을 제공한다. 강철은 또한 설치하기 쉽다.
 강철은 비용 효율적이며 가격 변동이 거의 없다.
 강철은 시공 품질을 향상시키고 유지 보수를 줄여준다.
 주거용 건물에서 곰팡이와 흰곰팡이의 번식이 확산됨에 따라 강철을 사용하면 이러한 침입을 최소화할 수 있다. 곰팡이는 습하고 다공성인 재료에서 자라야 한다. 강철 스터드는 이러한 문제가 없다.

단점
 열 전도성: 계산에 따르면 18게이지 강철 스터드의 웹은 "투바이" 목재 스터드보다 약 31배 얇다. 그러나 강철은 목재보다 310배 더 효율적으로 열을 전도한다. 결과적으로 "투바이" 강철 스터드는 "투바이" 목재 스터드보다 10배 더 많은 열을 전도한다.
 부식: 잘못된 설계는 건물 내 철과 강철의 부식을 유발한다.
 화재 시 휘어질 수 있다.

유형
일반적인 강철 건물 유형으로는 "직벽형"과 "아치형", 또는 니센이나 퀜셋 오두막이 있다. 또한 구조 유형은 클리어 스팬 또는 멀티 스팬으로 분류될 수 있다. 클리어 스팬 건물은 내부 점유 공간에 구조적 지지대(예: 기둥)가 없다.

직벽형과 아치형은 건물의 외부 형태를 나타낸다. 더 일반적으로, 이들은 모두 강성 프레임 구조에 의존하는 경우 구조적 아치 형태이다. 그러나 곡선형 지붕 구조는 일반적으로 아치 용어와 관련되어 있다.

강철 아치 건물은 특정 용도에 비용 효율적일 수 있다. 이들은 일반적으로 농업 산업에서 사용된다. 직벽형 건물은 아치형 건물에 비해 더 많은 사용 가능한 공간을 제공한다. 또한 기존 건축물과 더 쉽게 조화를 이룰 수 있다. 직벽형 건물은 상업, 산업 및 기타 많은 점유 유형에 일반적으로 사용된다.

클리어 스팬은 내부 구조를 나타낸다. 클리어 스팬 강철 건물은 큰 오버헤드 지지 보를 활용하여 내부 지지 기둥의 필요성을 줄인다. 클리어 스팬 강철 건물은 내부 기둥이 있는 구조물보다 비용 효율성이 낮은 경향이 있다. 그러나 내부 구조물 장애물이 바람직하지 않은 점유(예: 항공기 격납고 또는 스포츠 경기장)와 같은 다른 실제 고려 사항이 프레임 스타일 선택에 영향을 미칠 수 있다.

롱 베이 건물은 35피트가 넘는 베이 스팬에 사용하도록 설계되었다. 이들은 기존의 장선과 결합된 조립식 금속 프레임을 사용하여 건물에 더 큰 개구부와 여유 공간을 제공한다.

1948년 알프레드 부스 & 컴퍼니가 개척한 후 1965년 영국에서 시작된 유니포트(Uniport)는 북극 캐나다, 아프리카 정글, 쿠웨이트 사막 등 전 세계적으로 널리 배치되었다. 간단한 도구로 쉽게 조립할 수 있으며, 숙련되지 않은 노동자에게도 적합하고, 신속하게 해체하여 재배치할 수 있다. 유니포트는 확장 및 연결, 단열 및 칸막이 옵션과 함께 다용성을 제공한다. 컴팩트하고 효율적이어서 최대 60개의 마크 1 유니포트가 20피트 컨테이너 하나에 포장될 수 있다.

구성 요소
현장으로 배송되기 전에 공장에서 조립되는 건물 부분은 일반적으로 조립식으로 지칭된다. 작은 강철 건물은 조립식으로 제작되거나 누구나 건설할 수 있을 만큼 간단한 경향이 있다. 조립식 건물은 기존 방법보다 비용이 저렴하고 환경 친화적이라는 장점이 있다(현장에서 폐기물이 발생하지 않기 때문). 더 큰 강철 건물은 적절하고 안전한 조립을 보장하기 위해 철골 작업자와 같은 숙련된 건설 노동자가 필요하다.

강철 프레임을 구성하는 구조 부품에는 인장 부재, 압축 부재, 굽힘 부재, 복합 힘 부재 및 이들의 연결부라는 다섯 가지 주요 유형이 있다. 인장 부재는 일반적으로 트러스와 개방형 웹 강철 장선에서 웹 및 코드 부재로 발견된다. 이상적으로 인장 부재는 인장력 또는 당기는 힘만을 전달하며, 그 끝 연결부는 핀으로 고정된 것으로 가정된다. 핀 연결은 부재에 모멘트(회전) 또는 전단력이 가해지는 것을 방지한다.
압축 부재는 또한 기둥, 스트럿 또는 포스트로 간주된다. 이들은 수직 부재이거나 압축되거나 찌그러지는 트러스 및 장선의 웹 및 코드 부재이다.
굽힘 부재는 또한 보, 거더, 장선, 스팬드럴, 퍼린, 린텔 및 거트로 알려져 있다. 이러한 각 부재는 고유한 구조적 적용을 가지지만, 일반적으로 굽힘 부재는 주 하중으로 굽힘 모멘트 및 전단력을, 보조 하중으로 축력 및 비틀림을 전달한다.
복합 힘 부재는 일반적으로 보-기둥으로 알려져 있으며 굽힘 및 축압축을 받는다.
연결은 전체 건물을 하나로 모으는 역할을 한다. 이들은 이러한 부재들을 연결하고 이들이 하나의 단위로 함께 작동하도록 보장해야 한다.Geschwindner, L.F.:Unified Design of Steel Structures pages 3-7

 같이 보기 
 상업용 모듈러 건설
 철강 산업의 역사 (1970년-현재)
 금속 건물 제조업체 협회
 판금
 강철 생산업체
 강재
 자체 프레임 금속 건물

 각주 

분류:건설
분류:재료별 건축물