골조(구조)물량 산출하기 - 1. 보의 이해 (GIRDER 거더, BEAM 빔)

*** 제가 듣고 보고 경험한 것을 바탕으로 쓰다 보니 다소 주관적일 수 있는 점 양해 바랍니다. ***
*** 제 글들의 내용은 회사나 학교, 시대에 따라 다르거나 변화할 수 있으니 기본 개념이 이렇다는 정도로 이해해주세요. ***

 

 

 

 

이번 포스팅에서는 산출 방식에 앞서 보에 대해서 알아보는 시간을 갖고자 한다. 작성하다 보니 길이 길어져서 보에 대한 포스팅을 둘로 나누게 되었다. 그러니 보의 물량 산출에 대한 것은 다음 포스팅을 참고해주길 바란다. 

 

 

1. 보를 뜻하는 부호

 

건축에는 건축도면과 구조도면이 있다. 구조 물량을 산출하기 위해서 주로 보는 도면은 구조도면이다. 건축도면은 실의 파악, 층고 확인을 위해 참고로 보게 된다. 

구조도면에서는 각 부재의 부호가 존재한다. 오늘 배우는 보는 흔히 거더(Girder) 혹은 빔(Beam)이라고 부른다. 이 앞글자를 따서 G, B를 사용한다. 모든 부재의 부호는 3개의 조합으로 이뤄진다. 바닥층-부호-부재 넘버(이름). 만약 1층의 거더 23번이면 1G23 이라고 표시한다. 9층의 빔 14번이면 9B14 라고 표시한다. 

우선 예시로 하나의 도면을 봐보자. 

 

 

위에 보면 각종 숫자와 알파벳이 있다. 2G11, 2G1, 2B1R, 2WG1, B0 등이 보인다. 이게 보의 부호들이다. 
2G11 - 2층 바닥 도면의 거더 11번 
2B1R - 2층 바닥 도면의 빔 1R번 
여기까지는 이해가 되는데 WG는 무엇일까? WALL GIRDER의 약자이다. 직역하면 옹벽보인데 우리는 테두리보라고 부르기도 한다. 위와 같은 보이고 산출방식이 다른 것은 아니다. 명칭만 조금 다를 뿐. 
2WG1 - 2층 바닥 도면의 거더(월거더) 1번 
B0 이건 뭘까? 층 부호가 없는데? 맨 우측 위에 있는 B0를 보면 노란 선(옹벽) 사이에 보가 있다. 이 보는 인방보라고 한다. 건물을 보면 벽에 문이나 창문이 있고 그 위에 벽이 마저 있을 것이다. 그 위에 있는 부분을 옹벽에서 산출하는 경우도 있지만 보에서 물량을 산출하기도 하는데, 이때 이 보를 인방보라고 부른다. 역시 다른 보들과 같이 산출방식은 같다. 다만 이 인방보는 벽처럼 보기 때문에 사용되는 보의 거푸집이 아닌 옹벽의 거푸집을 사용한다.

우선 부호의 개념을 위해 여기까지 설명하고 자세한건 아래에서 설명하겠다.

 

 

2. 보의 층 개념

우리가 일을 하면서 보게 되는 평면도는 1층 바닥 구조 평면도, 2층 바닥 구조 평면도, 30층 바닥 구조 평면도 등처럼 보통 바닥 구조 평면도이다. 위에 있던 도면처럼 2층에 있는 보들은 그럼 몇 층에 해당되는 물량일까? 1층 물량이다. 이게 처음 접하는 신입들이 헷갈려하는 부분이다. 2층 도면을 보고 물량을 산출하는데 왜 2층이 아닌 1층이지? 단순하게 2층이면 1층 물량, 5층이면 4층 물량 이렇게 외우기도 하는데 알고 보면 헷갈릴 부분이 아니다. 간단히 설명하면, 내가 있는 층에서 보이는 벽과 천장은 내가 있는 층의 물량이다. 만약 내가 아파트 9층에 있을 때 내 눈에 보이는 벽과 기둥과 천장과 위로 울라 가는 계단은 내가 있는 9층에 속한 것이다. 약간 단어를 바꿔서 말하면 내가 있는 층의 수직 부재와 수평 부재는 내가 있는 층의 물량이다. 그럼 내가 밟고 있는 바닥은? 내 아래층 물량이다. 

이 설명을 아래 구조 단면도를 보면서 다시 얘기해보자. 

 

이 도면은 위 평면도의 단면도이다. 평면도는 2층 바닥 구조 평면도이고, 보 부호들도 2G11, 2WG1 등이 있었다. 위 단면도에서도 보면 2층 바닥 아래에 보가 2WG1, 2G11B등이 있다. 1층 바닥에는 1WG1, 1G11이 있다. 2층 바닥에 있는 2WG1, 2G11B는 그 아래층인 1층의 물량이다 (더 자세히 말하면 2WG1은 방풍실의 물량이고 2G11B는 방풍실 혹은 로비의 물량이다.). 1층 바닥에 있는 1WG1, 1G11는 그 아래층인 PIT의 물량이다. 지붕층 바닥에 있는 RWG1은 그 아래층인 2층의 물량이 된다. 도면의 2층에 있는 사람의 기준에서 볼 때 보이는 수직 부재인 옹벽과 기둥, 위에 보이는 수평 부재인 슬라브와 보, 이것들은 2층 물량이 된다.

3. 보 배근의 이해

 

 

 

보의 경우 크게 3가지의 배근이 있다. 전단형, 양단중앙형, 내중외단형으로 구분되어 있다.
배근의 설명에 앞서 우선 보의 구간에 대해서 이해를 해보자. 

 

위의 그림은 구조일반사항에서 보에 대한 내용을 다룬 것이다. 보를 옆에서 봤을 때의 모양이라고 보면 된다. 도면에는 3개의 기둥이 있고 그 사이사이를 연결하는 보가 2개 있는 것이다. 보 하나를 보면 보 전체 길이인 L1(순경간)이 있다. 그리고 그 안에서 단부와 중앙부 구간이 있다. 단부 구간은 보길이에 0.25를 곱한 0.25L1이라고 되어있다. 다르게 표현하면 보 길이의 4분의 1(1/4)에 해당되는 좌우 구간이 단부 구간이다. 그럼 중앙부는 단부에 각각 1/4씩 제외한 가운데인 전체 길이의 2/4에 해당하는 구간이다. 
예를 들어 보 하나의 길이가 8M라고 가정해보자. 그럼 8M의 1/4인 2M가 좌우 단부 구간이다. 그럼 중앙부는 단부 2M씩 2군데를 제외한 나머지 4M가 중앙부 구간이다. 이 보의 구간을 설명한 이유는 아래부터 나올 보 배근의 이해를 위해서이다. 

그럼 이제 보의 전단형, 양단중앙형, 내중외단형 배근들을 살펴보자. 

 

위의 배근은 전단형의 보 배근이다. 보 부호를 보니 3층 바닥의 거더이다. 보면 ALL SEC(SECTION, 단면)이라고 적혀있는 것이 보인다. 쉽게 말하면 전단형은 보의 전 구간이 이 배근으로 적용된다는 것을 뜻한다. 

우선 배근을 살펴보자.
상부근이 HD22 철근으로 6개소가 들어간다. 하부근에는 HD22 철근으로 5개소가 배치된다. 
STR은 STRUP(스트럽)의 약자로 늑근이다. 이 늑근은 HD13 철근으로 100mm 간격으로 배치가 된다. 그런데 이 앞에 숫자 2가 붙어있다. 이 2는 2개소의 의미인데 보 배근 단면을 보면 보춤(높이)인 800mm로 2개가 배근되는 것을 의미한다. 보통은 이런 경우는 앞의 숫자 2를 생략한다. 
보 배근 단면 옆에 X:4D19 가 있다. 이는 보 배근 좌우에 X가 2개씩 총 4개가 있는 것을 설명한 것인데, 이는 보조근이다. 
보의 상하부근에 보의 주근이 가고 보의 측면 쪽에 보조근으로 D19의 철근이 4가닥 배근되는 것을 의미한다. 

예를 들어 보가 8M라면, 
상부근에 HD22 철근이 8M 길이로 6개소, 하부근에 HD22 철근이 8M 길이로 5개소, 늑근이 8M 구간에 HD13 철근으로 100mm 간격으로 배근되고, 보조근이 D19 철근으로 8M 길이로 4개소가 배근되는 것이다. 

 

위의 배근은 양단중앙형의 배근이다. 보면 EACH END(각각의 단부), CEN(중앙부)으로 표시되어있다. 위에 보 구간을 4등분 했던 것과 연결 지어 생각하면 된다. 보 1개를 4등분을 했을 때 좌우 1군데씩 총 두 군데에는 단부의 배근이, 나머지 가운데 2군데에는 중앙부의 배근이 적용된다. 상하부근과 늑근이 각각의 구간에 다르게 적용되는 것이다. (상하부근과 늑근의 배근 개념은 위와 동일한 개념이니 설명을 생략한다.) 

예를 들어 보가 6M일 때, 좌우 단부 구간은 각각 6M의 1/4인 1.5M이고, 중앙부는 3M이다. 좌단부 1.5M 구간에는 EACH END의 배근이 적용되고 중앙부인 3M에는 CEN의 배근이 적용된다. 즉 좌측 단부에 상부근이 HD22 철근으로 1.5M 길이로 7개소, 하부근은 HD22 철근으로 1.5M 길이로 5개소, 늑근은 1.5M 구간에 HD10 철근으로 100mm 간격으로 배근된다. 우측 단부는 좌측 단부와 동일하게 배근된다. 중앙부에는 상부근이 HD22 철근으로 3M 길이로 5개소, 하부근은 HD22 철근으로 3M 길이로 5개소, 늑근은 3M 구간에 HD10 철근으로 200mm 간격으로 배근된다. 

 

위의 배근은 내중외단형의 배근이다. 양단중앙형에서 설명했듯이 좌우 단부 구간과 중앙부 구간이 있는데 이 세 군데의 배근이 다 다르게 적용되는 걸 의미한다. CONT SEC(내단부), CEN(중앙부), DISCONT SEC(외단부)라고 적혀있다. 내단부와 외단부는 단부 2군데에 각각 이름을 붙인 것이라고 봐도 무방하다. 내단부인 1/4 구간, 중앙부인 2/4 구간, 외단부인 1/4구간에 각각의 배근이 적용된다. 

 

 

 

 

예를 들어 10M 길이의 보가 있다고 하자. 10M의 1/4인 2.5M 구간이 각각 내, 외단부 구간이고, 나머지 2/4인 5M는 중앙부 구간이다. 그럼 내단부는 상부근 HD22 철근이 2.5M 길이로 18개소, 하부근은 HD22 철근이 2.5M 길이로 8개소, 늑근은 2.5M 구간에 HD13 철근이 100mm 간격으로 배근된다. 중앙부는 상부근 HD22 철근이 5M 길이로 8개소, 하부근은 HD22 철근이 5M 길이로 14개소, 늑근은 5M 구간에 HD13 철근이 100mm 간격으로 배근된다. 외단부는 상부근 HD22 철근이 2.5M 길이로 8개소, 하부근은 HD22 철근이 2.5M 길이로 9개소, 늑근은 2.5M 구간에 HD13 철근이 150mm 간격으로 배근된다. 

여기까지는 이제 어느 정도 이해가 되는가? 그럼 이제 다시 이 배근을 좀 더 살펴보자. 앞서 봤던 배근과는 2가지 다른 점이 보인다. 하나는 중앙 세로로 가는 철근이 있고, 다른 하나는 상부근이나 하부근이 2열로 배치되어있는게 보인다.

우선 세로로 가는 철근. 이건 늑근과 같이 가는 철근이다. 내단부 늑근을 보면 3-HD13@100이라고 되어있다. 이 3은 세로로 3개의 철근이 가는걸 의미한다. 즉 늑근이 보를 감싸는 형태와 추가로 세로로 더 보강되어서 간다고 보면 된다. 이 세로 철근도 늑근이며, 늑근과 같은 규격의 철근이 같은 간격으로 배근이 된다.

두 번째로 상부근이나 하부근에 철근이 2열로 가는게 그림에 보인다. 내단부의 경우 상부근이 18개소가 배근이 되는데, 피복두께 등을 고려하면 1열로 배치를 하기가 어려울 것이다. 그래서 2열로 표현이 되고 1열엔 10개소 2열엔 8개소가 표현했다. 그리고 실제로 시공 시에도 이 배근도대로 배근을 한다. 

잠시 생각을 한번 해보자. 실제로 보를 현장에서 만들 때 거푸집을 보의 사이즈에 맞춰서 제작을 하고, 철근을 배근을 한 후에 콘크리트를 타설 하게 된다. 늑근은 사각형 모양으로 철근을 만들어서 간격에 맞춰서 배치하면 된다. 중앙에 가는 세로근도 늑근에 묶어서 배근을 하면 된다. 상부근과 하부근은 늑근에서 가로 부분에 묶어서 위치를 고정하면 된다. 그런데 상하부근이 1열이면 늑근에 고정하면 되는데 2열로 배치가 되면 2열에 있는 철근은 어떻게 고정해야 하는가? 공중에 떠있을 수도 없고. 그래서 배근도에는 표현이 되어있지 않지만 세로로 늑근이 중앙에 갔던 것처럼 가로로 철근을 설치하고 거기에 2열에 있는 철근을 묶어서 고정한 후 타설 한다. 

다시 내단부 배근을 보자. 그럼 상부근에서 2열에 배치되는 8개의 철근은 그 주변에 가로로 철근을 배치하고 8개의 배근을 이 철근에 고정해서 배근을 하게 된다. 그럼 그 가로로 가는 철근은 어떻게 설치하는가? 그 역시 늑근과 같은 개념으로 보는데 대신 간격을 늑근 간격의 3배의 간격으로 배치한다. 즉, 기본 사각형으로 늑근이 HD13 철근으로 100mm 간격으로 설치하고, 세로로 추가된 1개의 철근도 HD13으로 100mm 간격으로 배치한다. 그리고 도면엔 없지만 2열의 철근을 고정하기 위한 가로철근은 늑근의 철근인 HD13으로 3배 간격인 300mm 간격으로 배치한다. 중앙부의 하부근도 같은 개념이다. 만약 상부근이 3열로 배치되면? 그럼 1열은 늑근에 고정하고 나머지 2개열의 상부근은 가로로 가는 철근을 2개 설치해서 각각 고정하여 배근한다.

4. 보의 거푸집

보는 보통 합판 거푸집 3회를 사용한다. 합판 거푸집 3회의 의미는 합판으로 된 나무 거푸집을 3번 사용한다는 의미이다. 만약 합판 4회라면 4번을 사용하고, 6회라면 6번을 사용함을 의미한다. 이건 몇 회 사용이냐에 따라 단가가 달라져서 내역을 위해 아이템이 구분된 것이다. 합판을 재사용하다 보면 거푸집이 지저분해지면서 떼어내었을 때 콘크리트의 면이 고르게 나오지 않는 경우가 있다. 이러한 이유로 사용한 합판은 폐기 처분해야 하지만 기초에는 4회나 6회가 사용되다보니 보에서 사용한 거푸집을 사용하고 4회부터 사용할 때는 기초에 재사용하는 것이다 (기초는 사람의 눈에 보이지 않기 때문에 콘크리트 면이 고르지 않아도 상관이 없어서 합판 4회나 6회를 사용한다).

보의 규격에 맞춰서 밑면과 옆면(측면)에 거푸집을 대어 형태를 만들고, 그 안에 위에서 설명한 대로 배근을 한 후 콘크리트를 타설 한다. 타설 된 콘크리트가 다 굳으면 이 거푸집은 떼어낸다. 보통 보는 합판 3회를 사용한다고 말했는데, 벽과 같은 종류로 보는 인방보는 옹벽에 사용되는 거푸집인 유로폼을 사용한다 (유로폼은 일종의 조립식 합판 블록으로 나무합판의 몸체에 테두리는 철로 되어있다고 보면 되며 주로 옹벽에 사용되는 거푸집이다).

다음 포스팅은 보의 콘크리트, 거푸집, 철근의 산출방식에 대해 다뤄보겠다.