대규모 건물에서 신축이음(Expansion Joint) 설치간격

건물 콘크리트구조에서 JOINT를 설치하는 경우가 있습니다.

일반적으로 구조실무에서는 크게 세가지 경우에 해당하면 JOINT를 설계에 반영합니다.

첫째는 건물 규모가 수평방향으로 길거나 넓은 경우이고,

둘째는 수평증축하는 부분을 원래의 건물과 구조적으로 별개로 구분하고자 하는 경우이며,

셋째는 기계 진동이 구조물에 영향을 주지 않도록 기계진동기초 주변에 설치하는 경우입니다.

 

1. 건물 규모가 수평방향으로 길거나 넓은 경우

철근콘크리트구조로 그 규모가 수평방향으로 길거나 넓은 경우에 콘크리트도 모든 재료와 마찬가지로 온도변화에 따라 팽창과 수축을 합니다.

타설후 양생되는 과정에서 초기에는 수화반응으로 열이 발생하여 팽창하고 수화반응이 침체되면서 수축합니다. 준공후 사용중인 경우에서도 외기온도에 영향을 받는 콘크리트는 외기온도가 높아지면 팽창하고 낮아지면 수축합니다. 이 팽창(伸)과 수축(縮)을 합쳐 신축(伸縮)이라고 합니다.

일반적으로 이 신축하는 정도는 전체 구조물의 크기에 비하면 지극히 미미합니다. 건물 크기가 어느 정도까지는 콘크리트 재료의 신축으로 인한 변위가 구조부재에 영향을 주지 않으며, 균열도 발생시키지 않습니다. 그러나 건물 크기가 상당히 길거나 넓으면 신축으로 인한 변위가 구조부재에 영향을 주고, 균열도 발생시킵니다.

콘크리트 타설후 양생중에 균열이 발생하는 메커니즘을 설명하면,

타설 직후에는 콘크리트는 탄산칼슘 성분의 시멘트가 물과 화학반응하여 수산화칼슘 성분으로 변화하면서 강도가 발현되고, 강한 알칼리성(pH12이상)을 가지며, 열을 발산합니다. 이 수화반응 과정에서 발생하는 열을 수화열이라고 합니다.

표면부와 심부 모두에서 똑같은 수화열이 발생하지만, 표면부는 외기로 열이 발산되면서 금방 식고 심부는 열이 외부로 쉽게 발산되지 못하므로 부재두께가 두꺼울수록 열이 축적되어 상당히 높은 온도에 도달합니다. 이 단계에서 외부는 이미 단단하게 굳은 상태에서 내부는 계속 팽창하려고 하니 외부에 미세한 균열들이 발생하지만, 이 정도 균열은 구조적으로 문제되지는 않습니다. 내부구속효과의 원인이 되는 철근은 콘크리트보다 열팽창계수가 커서 신장하는 크기가 더 클 수 있지만 아직 콘크리트가 경화되기 전이라서 콘크리트와 철근 사이에 구속(부착)응력은 아직 발생하지 않습니다.

그러나 타설 후 일정시간이 지나서 내부 수화작용이 종료되면 문제가 심각해집니다. 콘크리트 심부에서도 외부에서 내부로 점차 식기 시작하는데 두 단계로 나누어 보면 초반에는 외부구속효과로, 후반에는 내부구속효과로 인하여 구조적으로 우려되는 균열이 발생할 수 있습니다.

심부가 점차 식어가는 초반에는 콘크리트 구조부재 전체가 수축합니다. 심부에서도 표면에 가까운 부분부터 식기 시작하면서 전체적으로 부피가 줄어듭니다. 그러나 이전에 표면이 경화되면서 기초판 저면의 잡석 등 콘크리트 외부의 거친 경계면에서, 또는 이미 경화된 다른 지지구속 구조부재 요소과 같은 외부구속요소와 경화가 시작되는 콘크리트의 경계면에서 구속(마찰)응력이 형성되어 있는데, 이것이 콘크리트가 수축하려는 것을 그냥 놔두지 않고 붙잡게 되면서 콘크리트 단면에는 인장응력이 발생합니다. 전체 부재 길이방향으로 점차 누적되는 인장응력이 콘크리트 입자 사이의 결합응력을 초과하는 위치에서 단면 전체에 걸쳐 균열이 발생합니다. 이 균열의 크기는 이전에 표면에서 발생한 균열보다 크고 부재 단면 전체에 걸쳐서 발생할 가능성이 높아서 구조적으로 문제가 됩니다. 이 때문에 KCS 14 20 42에서는 수평부재는 두께 800mm 이상, 하단이 구속된 벽체인 경우는 두께 500mm 이상이면 '매스콘크리트'로 정의하여 수화열에 의한 온도균열을 제어하는 다양한 대책을 제시하고 있으니 시공자는 이를 고려하고 반영하여 타설하여야 합니다.

심부가 많이 식어가는 후기에는 심부 철근이 배치된 경우, 이 철근은 아직 고온의 열기가 남아 있어서 신장된 상태이고 콘크리트는 식으면서 수축됩니다. 이 사이에 구조적으로 의미있는 응력이 발생하는데, 식어가는 심부 콘크리트 입자 사이에 인장응력이 발생합니다. 콘크리트 입자들 사이에 생성된 화학적 결합응력이 이러한 물리적으로 발생한 인장응력보다 크지만, 거의 경화되는 콘크리트와 아직은 뜨거운 철근 사이에 형성된 부착응력보다 철근 길이방향으로 누적되어 커지는 인장력(인장응력의 합)이 크게 되는 위치에서 수축되는 콘크리트는 철근과 부착은 끊어지고 그 부위에서 인장력은 철근이 받아 저항합니다. 콘크리트 두께와 배치된 철근량이 길이방향으로 일정하다면 부착이 끊겨 발생하는 미세하고 한정적인 균열의 간격은 등간격으로 발생합니다. 그러나 철근의 열전도율은 콘크리트의 것보다 커서 철근과 콘크리트의 온도차가 발생하는 시간은 극히 짧아서 이러한 균열이 발생하지 않을 수도 있습니다. 또한 철근량이 온도수축철근량 이상 충분한 양으로 배치되어 있다면 이 균열은 발생하지 않을 가능성이 큽니다. 또한 휨부재는 철근이 인장내력을 효과적으로 발휘되도록하기 위하여 피복두께만 확보하여 콘크리트 심부가 아닌 곳에 배치되는 것이 일반적이므로 내부구속효과는 미미하다 할 수 있습니다. 그리고 이 미세하고 한정범위에만 국한하여 균열이 발생하여도 심부가 점차 식어가는 초기에 단면 전체에 발생하는 균열보다는 구조적으로 크게 문제되지 않습니다. 철근이 식어서 수축하면 이 균열폭도 함께 좁아집니다. 이때 심부 중 한정적이고 간헐적으로 발생한 균열의 폭은 0에 수렴하여 없어지고 그 흔적에는 시멘트 갤입자가 채워집니다. 철근도 식어서 수축하게 되면 열팽창율 더 크기 때문에 오히려 더 수축하고자 할 수도 있는데, 이때 콘크리트는 더이상 수축하지 않으려하고 철근은 더 수축하려고 하므로 의외의 장력이 발휘되어 오히려 콘크리트의 압축강도를 높여 주기도 합니다.

따라서 타설후 콘크리트에 구조적으로 우려되는 균열은 심부가 서서히 식어가는 초기에 외부구속효과로 발생하는 전단면에 걸친 큰 균열입니다. 두꺼운 콘크리트 타설시 수화열 저감을 위한 여러가지 방법 중 시공자가 감리자의 승인을 받아 효과적으로 진행하여야 하는 이유는 이 균열이 발생되지 않게 하거나 균열폭을 감소시키기 위해서 입니다.

콘크리트 양생 이후 완전하게 식은 상태에서 균열이 발생하는 메커니즘을 설명하면,

콘크리트가 외기온도에 직접영향을 받는 경우로서 외부단열이 없거나 내부에 난방이나 냉방이 되지 않는 경우에 콘크리트 온도는 외기온도에 크게 따릅니다.

외기온도가 높아지면 콘크리트 표면온도도 따라 높아지고 당연히 팽창하려고 합니다. 이때 콘크리트 입자 사이에도 압축응력이 발생하지만 철근의 내부구속효과와 그 부재의 주변을 지지하는 또다른 구조부재들의 외부구속효과로 인해 자유로운 팽창은 제어되므로 심각한 균열이 발생할 가능성은 상당히 낮습니다. 캔틸레버와 같이 외부구속효과가 없는 경우에도 충분한 철근량으로 배근된 철근의 내부구속효과는 심각한 균열은 제어할 수 있습니다.

그러나 외기온도가 낮아지면 콘크리트 표면온도도 따라 낮아지고 당연히 수축하려고 합니다. 이때 콘크리트 입자 사이에는 인장응력이 발생하고 내부구속효과를 발휘하는 철근 주변에 형성된 부착응력보다 길이방향으로 발생하여 누적되는 인장응력의 합이 크게 되는 위치에서 균열이 발생합니다. 충분한 철근량으로 철근이 배치되고 구조프레임 즉 골조가 비교적 촘촘한 경우에는 내부구속효과와 외부구속효과로 균열이 제어되거나 발생하더라도 구조적으로 심각하지 않습니다. 그러나 충분한 철근량으로 철근이 배치되고 구조프레임이 촘촘한 경우라고 하더라도 건물이 수평방향으로 상당히 길거나 넓다면 전체 구조에서 어느 한 단면 또는 여러 단면에서 심각한 균열이 발생할 수 있습니다. 이 경우 균열이 발생한다면 건물 전체 단면에서 콘크리트 단면적이 가장 작은 부위가 가장 취약하며 여기에 인장응력의 합이 집중되어 크고 심각한 균열이 발생할 수 있습니다.

 

2. 수평증축하는 부분을 원래의 건물과 구조적으로 별개로 하고자 하는 경우

기존 건물을 수직증축하거나 수평증축하고자 한다면, 기존을 포함한 전체 구조물에 대하여 지진에 대하여 안전한지를 확인해야 합니다.

기존 건물이 준공된지 상당히 오래되어 구조설계도면 또는 구조계산서가 없거나, 당시 내진설계 대상이 아니어서 내진설계를 적용하지 않았다면 기존 건물은 안전진단 또는 이에 준하여 현장비파괴검사를 하고 증축시점의 구조기준에 따른 설계지진하중에 안전한지를 확인하여야 합니다. 이 비용이 발주자가 감당할 수준을 넘어서는 경우가 많습니다.

또는 기존 건물이 내진설계가 적용되었더라고 증축하는 부분의 면적이 비교적 상당히 적은 경우에도 기존부와 증축부를 합친 전체에 대하여 증축시점의 구조기준에 따른 설계지진하중에 안전한지를 다시 확인하여야 합니다. 일례로 학교에서 큰 면적의 교사동 건물에 외측에 작은 규모의 화장실이나 승강기 공간을 수평증축하는 경우입니다.

이경우 일반적으로 수평증축하는 부분과 기존 건물의 경계에는 EJ를 두어 지진시 상호간에 영향이 없는 별개의 구조물로 구조계산합니다. 이때 EJ는 기초부터 상부구조 모두에 두어 두 구조물이 완전 이격되는 조건으로 신축되는 부분에 대해서만 지진에 대하여 안전한지를 검토합니다.

근거 : KDS 41 17 00, 1.9.1 독립증축 : 기존 구조물과 구조적으로 독립된 증축구조물은 신축구조물로 취급.

일반적인 사항이지만, 이에 대하여 이견을 갖는 경우도 있으므로 건축구조기술사는 해당용역을 의뢰하는 건축사에게 사전에 이 방법으로 진행하는 것의 구조적 이점을 설명하고, 건축사가 건축주와 협의하여 결정하도록 하여야 합니다.

 

3. 기계 진동이 구조물에 영향을 주지 않도록 하는 경우

진동이 심한 기계가 1층 바닥 기초를 공유하는 경우에는 그 진동이 전체 구조물에 전달 될 수 있습니다. 사용성에 문제가 발생할 수 있고, 심각한 경우에는 예상하지 못한 공진효과 등으로 강도파괴 또는 피로파괴 등 안전성에도 심각한 위협이 될 수 있습니다.

이 경우 진동이 구조물에 전달되지 않도록 진동기계 기초부와 건물 기초부를 구조적으로 분리시키는 EJ를 둘 수 있고, 기계와 기초 접합부에 방진장치 또는 면진장치가 있는 경우에는 EJ를 생략할 수 있으며, 그러나 이 방진장치 또는 면진장치를 신뢰하기 힘든 경우에는 EJ를 추가할 수 있습니다.

 

 

신축이음을 설치하는 경우의 문제점

 

신축이음을 설치한다는 것은 전체적으로 하나의 건물처럼 보이지만 실제는 신축이음으로 나눠지는 2개 이상의 구조물이 됩니다. 즉 구조계산시 각각 별개의 건물로 모델링하고 해석해야하는 번거로움이 생깁니다. 해석파일 하나에 구조적으로 분리되는 두 개 이상의 구조물을 모델링하면 층마다 다이어프램이 모두 공유되므로 내진해석 등에서 실제와 크게 차이가 나는 결과만 도출됩니다. 구조계산 업무량이 신축이음으로 분리되는 구조물 수만큼 크게 증가합니다.

시공시에는 더욱 어렵습니다. 신축이음부는 열화에도 취약할 뿐만 아니라 누수 우려도 커서 섬세하고도 고도한 기술력이 요구되므로 상당한 노력과 주의가 필요합니다.

 

 

신축이음이 필요한 건물의 규모 : 신축이음의 설치간격은?

 

국내외 구조설계기준에서는 EJ 설치간격을 제한하는 내용이 없습니다. 다만 철근콘크리트구조는 1940년대 이전부터 45m~60m 정도를 적정 EJ 설치간격으로 여겨 실무에서는 관행적으로 사용하였습니다.

 

미국 NATIONAL ACADEMY OF SCIENCES에서 1974년 발간한 EXPANSION JOINTS IN BUILDINGS : Technical Report No.65에서 온도변화별 신축이음 사용이 필요없는 최대허용 건물길이( Maximum allowable building length without use of expansion joints)가 제시되어 있습니다. 이를 단위환산하여 표로 정리하면 다음과 같습니다.

구조별	설계온도변화에 따른 건물 최대허용길이			조건(증감)
	25℉이하	사이	70℉이상	난방만 되는 건물	난방과 냉방이 되는 건물	난방이 안되는 건물	기둥하부 지점조건이 FIX인 경우	건물 평면 한쪽 끝에 강성이 큰 전단벽 또는 가새 등으로 구속된 경우
철골	180m (600feet)	직선보간	120m (400feet)	허용길이를 적용	허용길이에 15% 증가	허용길이에 33% 감소	허용길이에 15% 감소	허용길이에 25% 감소
콘크리트	180m (600feet)	직선보간	100m (350feet)
기타	90m (300feet)	직선보간	54m (180feet)

[ !  ℉=화씨온도]

설계온도변화 Δt=(Tw-Tm) or (Tm-Tc) 

Tm : 건물 근처에서 정상적인 공사기간 동안의 평균온도.

Tw : 건물 근처에서 6월부터 9월까지 여름 동안의 시간을 백분위로 했을 때 상위 1퍼센트에 해당(약 30시간동안)의 최고 평균온도.

Tc : 건물 근처에서 12월, 1월, 2월 겨울 동안의 시간을 백분위로 했을 때 하위 99퍼센트에 해당하는(약 22시간동안)의 최저 평균온도.

 

이 경우를 살펴보면 설계온도변화가 70℉(화씨)이상이고 난방과 냉방이 되는 철근콘크리트구조로서 기둥하부 지점조건이 FIX가 아니라면, 100×(100%+15%)=115m까지는 EJ설치가 필요없습니다. 그러나 여기에는 외부단열재가 있는 경우까지 고려되지 않은 것입니다. 외부단열재가 있다면 외기온도가 콘크리트 온도변화에 미치는 영향을 상당히 줄여주는 것은 당연하므로 실제 허용길이는 상당히 늘어날 것입니다.

 

[우리는 섭씨온도를 사용하므로 이를 화씨온도로 환산하여 계산해야 하는 번거로움이 있습니다. 일례로 우리나라에서 공사기간 평균온도가 Tm이 29℃(= 80.6℉)이고, Tc가 -15℃(= 5℉)라면 설계온도변화 Δt는 80.6℉- 5℉ = 75.6℉이므로 70℉ 이상에 해당합니다. ]

 

일본건축학회(AIJ)에서 2010년 발간한 온도하중설계자료집(温度荷重設計資料集)에서는 아래와 같이 단열재가 없는 경우, 내단열인 경우, 외단열인 경우에 대한 실험결과를 담았습니다.

연중 외기 온도가 최고 72℃, 최저 -7℃로 그 차이가 최대 79℃인 경우에 가장 불리하게 콘크리트 표면에서의 온도차이는 단열재가 없는 경우에는 62℃, 내부단열재만 있는 경우에는 오히려 내부온도가 전달되지 않으므로 66℃, 외부단열재만 있는 경우에는 단열효과가 발휘되어 17℃로 급격히 줄어듭니다.

따라서 연중 외기 온도차가 최대 79℃(174.2℉)라고 하더라도 외부단열재가 있는 철근콘크리트구조로서 기둥하부 지점조건이 FIX가 아니라면, 100×(100%+15%)=115m까지는 EJ설치가 필요없을 수 있다는 계산이 나옵니다.

 

우리나라에서라면 어느정도로 보아야 할까요?

먼저 지역별 일최고기온과 연최저기온을 살펴보면,

[출처 : 기상청]

가장 불리하게 수십년간 기록된 최고기온 최저기온의 차이를 보면, 홍천은 67℃ (=41-(-27)), 양평은 72.7℃ (=40.1-(-32.6)), 서울은 65.6℃ (=39.6-(-26.0이상)) 정도이고, 따라서 국내 어디에서건 온도변화폭은 70℃정도로 고려해서 간단하게 정리해보면,

기둥하부 지점조건과 건물 전체길이에 걸쳐 큰 강성부재 배치유무에 따른 계수를 고려하지 않는 경우에는

구조별	구조표면 온도변화폭		EJ설치 최대허용간격
	외단열재 없음	외단열재 있음	난방만 되는 건물	난방과 냉방이 모두 되는 건물	난방이 안되는 건물
철골구조	70℉이상		120m	138m	80m
		25℉이하	180m	207m	120m
콘크리트구조	70℉이상		100m	115m	67m
		25℉이하	180m	207m	120m
기타구조	70℉이상		54m	62m	36m
		25℉이하	90m	103m	60m

이고,

기둥하부 지점조건과 건물 전체길이에 걸쳐 큰 강성부재 배치유무에 따른 계수를 가장 불리하게 고려하는 경우에는

구조별	구조표면 온도변화폭		EJ설치 최대허용간격
	외단열재 없음	외단열재 있음	난방만 되는 건물	난방과 냉방이 모두 되는 건물	난방이 안되는 건물
철골구조	70℉이상		76m	88m	51m
		25℉이하	114m	132m	76m
콘크리트구조	70℉이상		63m	73m	42m
		25℉이하	114m	132m	76m
기타구조	70℉이상		34m	39m	23m
		25℉이하	57m	66m	38m

입니다.

 

 

실제 이미 사용되고 있는 대규모 건물들에서는 EJ 설치간격을 어떻게 하였을까요?

 

전봉수 건축구조기술사님의 책 '건강하고 잘생긴 건물의 구조'(1997년)에서 소개된 건물들과 그 EJ 설치간격을 정리하면,

① 일본 오사카 간사이국제공항 여객터미널 : 신축이음 설치간격 150m, 신축이음 폭 450~600mm 

② 인천국제공항 여객터미널 : 설치간격 186m, 폭 400~500mm

③ 프랑스 리일 역 : 설치간격 84~156m

④ 프랑스 르와시 역 : 건물 장변이 100m에 신축이음 없음

⑤ 미국 시카고 맥코믹센터 지붕구조 : 220m×150m에 신축이음 없음

⑥ 서울 대우센터 : 건물 장변이 110m에 신축이음 없음

⑦ 서울 한국과학기술원 : 건물 장변이 120m에 신축이음 없음

 

 

길거나 넓은 건물의 지하실에도 신축이음이 필요한가?

 

동결심도 이하부터 수십미터 지하까지 지온차이는 외기온도에 영향을 거의 받지 않으며 그 차이도 이하이다. 따라서 길거나 넓은 건물 지상층에서는 EJ를 설치하였더라도 지하실 매스콘크리트 타설시 수화열 제어를 하면서 타설하는 경우라면 지하층에는 EJ설치가 필요없습니다. 국내에서 대규모 건물에서 지하실에 EJ를 설치한 사례 중에는 서울 한국종합무역센터 코엑스가 길이 360m를 둘로 나누어 중간에 EJ를 설치하기도 하였습니다. 이를 구조설계한 이창남 건축구조기술사님은 책 '건축구조 뿌리에서 새순까지 II'에서 이 건물에서는 EJ를 지하실까지 연장시킬 필요까진 없다는 견해를 밝히고 있습니다.

다만 지하실 규모가 커서 지하공사만 해를 넘기는 경우에는 외기온도 영향을 무시할 수 없으므로 이 경우에는 지연이음(Delay Joint)으로 EJ를 대신하는 경우도 있고, 지반 지층분포나 지내력에 차이가 무시할 수 없는 경우로서 부동침하가 우려가 크다면 EJ는 필요할 것입니다. 

 

 

신축이음의 폭은?

 

EXPANSION JOINTS IN BUILDINGS : Technical Report No.65에서 정리된 공식을 단위환산하여 예를 들면,

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가정 1. 외단열재를 설치유무를 무시하고,

가정 2. 공사기간 중 평균온도(Tm) = 25℃ = 77℉

가정 3. 구조물 연중 외기 최고온도(Tw) = 50℃ = 122℉

가정 4. 구조물 연중 외기 최저온도(Tc) = -10℃ = 14℉

가정 5. EJ로 분리된 구조물의 한쪽 길이(L₁)가 90m, 다른쪽 길이(L₂)가 120m,

가정 6. EJ로 분리된 양쪽 구조물 중 한 쪽 L₁의 외단부 근처에 큰 강성을 갖는 부재가 있는 경우, K = 2

         (EJ로 분리된 양쪽 구조물이 대칭의 강성을 가지는 경우, K = 1)

         (EJ로 분리된 양쪽 구조물 중 한 쪽이 EJ 근처에 큰 강성을 갖는 부재가 있는 경우라면, K = 0.67)

가정 7. 난방과 냉방이 모두되는 건물의 계수(C₁) = 1.4

         (난방이 안되는 건물은 C₁ = 2.0)

         (난방만 되는 건물은 C₁ = 1.7)

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ΔTe1(외기온도변화) = Tw-Tm = 122 - 77 = 45℉

ΔTe2(외기온도변화) = Tm-Tc = 77-14 = 63℉

ΔTe=[ΔTe1, ΔTe2]max = 63℉

L(유효길이) = (K×L₁+L₂)/2 = (2×90+120)/2 = 150m

UB(EJ수평폭상한) = 11×10^(-6)×ΔTe×L = 11×10^(-6)×63×150 = 0.104m

W(EJ폭) = UB×C₁ = 0.104×1.4 = 0.1456m ≒ 150mm

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이 경우는 외기온도변화에 따른 소요 EJ폭을 산정한 예시한 것이며, 내진설계를 통하여 구 구조물이 서로 충돌하지 않도록 추가적으로 고려하여야 합니다. 충돌이 우려되는 상단 위치에서 각각의 비탄성 수평변위 예측값에 2배 이상을 이격하여야 합니다. 이때 변위는 층간변위가 아니고 전체 구조물에 대한 최고 상단부에서의 전체 변위여야 합니다. KDS 41 17 00기준 8.2.4에 의하면 내진설계범주 D로 분류되는 건물로서 최대 비탄성수평변위 예측값이 한 쪽이 30mm이고 다른 쪽이 25mm라면, δ_MT = √(30²+25²) = 39.05 ≒ 40mm

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따라서 위 예시에서는 온도변화에 대한 소요 EJ폭(90mm)이 내진해석에 의한 소요 EJ폭(40mm)보다 더 지배적이므로 EJ폭은 150mm 이상으로 결정되어야 합니다.

 

 

신축이음은 어떤 재질로?

 

국가건설기준센터 표준시방서 KCS 24 40 10는 비록 교량 신축이음부를 다루고 있으나 건물에서도 이를 참조하여 시공하시기 바랍니다.  끝.

 

 

JOINT의 종류와 특징  1. 개요       콘크리트는 균열이 숙명이나 이를 방관한다면 사용성 뿐만아니라 안전성에도 문제가 심각해 질 수 있으로 이를 제어하거나 유도하기 위하여 JOINT가 필요함. 균열제어를 위한 JOINT에는 Expansion Joint, Delay Joint, Seismic Joint, Control Joint가 있고 이외에 시공과정에서 발생하는 Construction Joint 등이 있음.  2. 종류와 특징       1) Expansion Joint(신축이음)           (1) 정의 : 장대한 건물에 수직 또는 수평으로 일정간격마다 띄어 놓는 절단 이음부           (2) 효과               - 콘크리트의 장기 수축에 대응               - 외기온도 차이에 대한 팽창 및 수축에 대응               - 건물내 부동침하에 대한 대응           (3) 문제점 및 대책               - 이음부 사이 누수 및 소음전달에 대응하여 이를 고려한 디테일 필요               - 지진이나 강풍시 이음부 좌우의 상호충돌에 대응하여 적정한 각격을 추가고려               - 단차에 대한 불편과 미관저해에 대응하여 신축재료사용 및 마감보강 디테일 필요       2) Delay Joint(지연이음)           (1) 정의 : Expansion Joint를 대체하는 방법으로 콘크리트 사이에 빈 Joint를 만들고 양측 콘크리트가 충분히 수축된 이후에 콘크리트를 채워넣는 이음부           (2) 효과               - Expansion Joint의 단점을 보완하므로 사용자나 시공자의 만족도가 높음               - 구조적 일체성 연속성 확보           (3) 문제점 및 대책               - 콘크리트가 충분히 수축된 이후에 이음철근을 배근하는 경우에는 철근이음길이 만큼 Joint폭이 필요               - 또는 Joint폭을 줄이기 위해 철근을 미리 휘어놓는 방법도 있으나 콘크리트 수축을 정확히 예측하여 철근이 인장항복되지 않으면서 강도 저항능력이 효과적으로 발휘되도록 펴져야 하므로 고도의 기술예측력이 필요함               - Delay Joint 추가타설에 따른 공기지연 발생               - 수평부재 Delay Joint 개방기간 동안 작업안전 고려               - 수직 지하외벽 Delay Joint 개방기간 동안 편토압 및 편수압에 대한 구조안전확인 필요               - Delay Joint에 대한 국내 구조기준이 없으며 외국에서도 기준이 아닌 추천사항으로 다루는 실정       3) Seismic Joint(내진이음)           (1) 정의 : 불리한 내진상황에서 내진효과가 유리한 부분을 나누어 분리시키는 이음부           (2) 효과               - 밀접한 두 구조물 사이의 충돌피해를 방지               - 특히 양쪽 바닥레벨이 달라서 한쪽편이 수평강성이 큰 슬래브 레벨이 다른쪽 기둥 레벨과 충돌할 수 있는 부위에서는 기둥파괴로 인한 건물붕괴가 우려되므로 필수적인 조치           (3) 문제점 및 대책               - 상부구조물에 Expansion Joint가 있는 경우에는 Seismic Joint로서 그 이격거리 추가적으로 고려               - 설계지진하중보다 큰 지진으로 두 구조물이 충돌할 경우에 대비해 이를 긍정적으로 받아들여 국부파괴로 구조물 전체의 충격을 완화시키는 디테일 필요(Joint 사이에 변형지배 감쇠장치로서 철판효과를 구조적으로 검토)       4) Control Joint           (1) 정의 : 콘크리트에 발생하는 균열을 원하는 위치로 유도하기 위해 설치하는 Joint           (2) 효과               - 콘크리트 타설전 미리 구조체에 결손부를 만들어 균열 위치를 인위적으로 유도               - 콘크리트 타설후 필요 간격마다 Saw-Cutting하여 균열 위치를 인위적으로 유도(옥상 누름콘크리트 등)           (3) 문제점 및 대책               - 외부온도 영향이 큰 옥상 누름콘크리트의 경우 수축에 대한 균열을 고려하여 3000mm 내외 간격마다 폭25 mm로 연속설치               - 또한 파라펫 주변에서는 팽창에 의한 난간밀림을 방지하기 위해 가장자리에서 600mm 정도 이격된 위치에 폭 30mm로 연속설치       4) Construction Joint           (1) 정의 : 공정계획에 따라 타설시기가 다를 때 이미 경화된 콘크리트에 새로운 콘크리트를 이어칠 때 발생하는 Joint로서 Cold Joint라고도 함           (2) 적절한 이음위치               - 압축력이 작용하는 방향에 직각으로 설치               - 가급적 전단력이 작은 위치에 설치               - 부득이 전단력이 큰 위치에 둘 경우에는 장부나 홈 등 Shear Key를 두거나 철근보강할 것           (3) 문제점 및 대책               - 이음부 레이턴스 등 불순물이 있는 경우 완전불리거동효과가 우려되므로 고압분사 청소 후 충분한 물축임할 것               - 일체성을 최대한 지향하여 시멘트풀, 부배합몰탈, 접착제 등 처리 후 이음치기를 권장함 .  끝.

 

관련 자료를 링크합니다. EXPANSION JOINTS IN BUILDINGS : Technical Report No.65