안녕하세요. 염정흠 과학전문가입니다.
인장강도가 아니라 열팽창계수가 거의 같습니다. 우연의 산물이 맞습니다. 어떤 공학자는 신이 공학계에 내린 선물 중 하나라고 표현했을 정도입니다. 열팽창계수의 약간의 차이도 모래, 자갈, 시멘트 배합을 조절하여 더 일치화시킬 수 있습니다. 그 배합비율에 따라 열팽창계수를 일치시키는 부분이 연구 결과로 볼 수 있습니다.
콘크리트는 압축강도는 높지만 인장 강도가 매우 약한데 인장강도가 높고 압축강도가 약한 철근과 일체화함으로써 서로의 단점을 보완하고, 강한 구조체를 만들 수 있습니다. 그런 것이 가능한 조건이 열팽창계수가 일치하다는 것입니다.
콘크리트에 들어가는 철근의 양은 구조설계를 통하여 각 건축물에 적합한 구조 강도를 낼 수 있으면서 합리적인 사이즈와 양을 결정해줍니다. 구조설계시 건물의 고정하중, 적재하중, 지진하중, 풍하중, 적설하중 등 구조체에 영향을 줄 수 있는 요인들을 다 고려하여 설계합니다.
철근이 없을 시 기둥 같은 경우 수직하중에는 잘 버틸 수 있겠지만 보나 바닥판 같은 것은 인장강도가 약하기 때문에 집중되는 하중에 의해 파괴되기 쉽습니다. 철근이 있는 것과 없는 것의 강도 차이는 압축강도는 큰 차이 없겠지만 인장강도에서 큰 차이가 있어서 건축물이 파괴되기 쉽고, 그 속도가 빠를 것입니다. 잘 설계된 철근콘크리트 건축물은 큰 힘에 의해 무너질 때 철근의 인장력에 의해 버티면서 서서히 무너집니다. 그 동안 내부에 있는 사람들이 피난할 수 있는 시간을 조금이라도 더 확보할 수 있습니다.
