트러스구조의 이해

트러스구조는 일반 철골부재를 이용한 트러스구조와 경량철골을 사용한 트러스구조로 나누어 생각해 볼 수 있다.

트러스구조의 발전이 가능하게 되었던 이유는  공업발전과 대량생산의 산업구조에 따른 철골재의 대중화 와 저렴한 공급가격에 의해 가능하게 되었다. 

기본적으로 트러스구조의 기본적인 이해를 하기 위해서는 다음과 같은 내용을 이해해야 쉽게 트러스구조의 적용원리를 이해하는데 도움이 된다. 

절점이 핀으로 부재가 삼각형을 형성하고 있는 골조로 2힌지식, 3힌지식의 평면트러스와 돔을 형성하는 입체적인 트러스 구조로 분류할 수 있다.

트러스의 접합부는 트러스 내의 핀 접합부와 트러스 부재와 다른 구조방식의 부재와의 접합부로 생각해볼 수 있는데 절점을 핀으로 하기 위해서는 접합부에 모이는 각 부재의 중심선을 1점으로 교차시킬 필요가 있다.

단, L형강 등에서는 중심선과 볼트 및 리벳을 배치하는 게이지선과는 다르지만 편의상 이 게이지선이 1점과 교차되도록 설계한다.

트러스 내의 부재는 일반적으로 축방향력에 알맞은 정도의 단면밖에 되지 않으므로 다른 구조방식의 부재와의 접합에 있어서는 트러스 내와 같이 휨응력 발생을 억제시키거나 부분적인 보강을 할 필요가 있다. 지붕골조의 형태에 따라 ㅅ 자형 라멘이라 명명하는데 일본에서는 이를 산형라멘이라 한다

기둥, 보 등 구조상 중요한 부재에 강관을 사용한 구조방식을 강관구법이라 하는데 원형 중공 단면의 강관은 휨, 비틀림, 국부좌굴 등에 대해 강하며 단면의 방향성이 없어 구조재로서 많은 이점이 있다. 특히, 큰 스팬이 요구되는 경기장이나 전시장, 역사 등의 건물에 트러스형태의 강관구법이 많이 사용된다.

관과 관의 이음은 보통 맞댄용접으로 하나 관지름이 차이 나는 경우 굵은 쪽의 관을 좁혀 용접하기도 한다. 지점과 절점 등의 힘이 집중하는 곳에에서는 강관이 국부변형과 좌굴을 일으킬 위험이 있어 부분적으로 보강할 필요가 있다.

경량형강을 중요한 구조부분에 사용할 경우 경량철골구조라 하며 중량이 거의 같을 경우에 단면 2차모멘트 등의 특성은 경량형강이 보통 형강의 약 2배 이상이 된다. 경량형강은 가벼워서 부재의 운반과 조립은 용이하나 두께가 길이, 폭에 비해 얇아서 비틀림과 국부좌굴, 국부변형이 생기기 쉽다.

경량형강은 보통형강에 비해 단면이 작아 비틀림이 발생하기 쉽고, 두 재료 이상의 조합에 의한 2축대칭의 단면형으로 보강하여 사용하는 것이 일반적이다.

경량철골구조를 이용한 시공방식은 현장제작방식, 공장제작 패널방식, 유닛방식 등이 있다. 이렇듯 철골구조는 사용성과 기능에 따라서 분류할 수 있는 구조로 현대 건축에 많이 사용되고 있다.