캔틸레버는 한쪽 끝만 고정되고 반대쪽은 아무것에도 받쳐지지 않은 구조를 말한다. 발코니와 처마, 고속도로 표지판을 받치는 팔이 모두 여기에 해당한다. 양쪽이 받쳐진 단순보와 달리 하중이 걸리면 고정된 뿌리 부분에 힘이 몰린다. 같은 길이와 같은 하중이라면 캔틸레버 뿌리의 휨모멘트는 단순보 가운데에 생기는 것보다 4배 크고, 끝단의 처짐은 8배까지 커진다. 그래서 캔틸레버는 길이를 조금만 늘려도 단면이 급격히 두꺼워진다. 철근콘크리트 캔틸레버에서 인장철근을 슬래브 윗면에 넣는 것도 이 때문이다. 위쪽이 늘어나고 아래쪽이 눌리는 힘의 방향이 단순보와 반대이므로, 철근을 아래에 깔면 구조가 성립하지 않는다.

■ 눈여겨볼 것

현장에서 캔틸레버 사고가 나는 원인은 대부분 계산이 아니라 시공 순서에 있다. 상부 인장철근을 배근한 뒤 콘크리트를 치기 전에 작업자가 그 위를 밟고 다니면 철근이 아래로 처지고, 피복이 두꺼워진 만큼 유효깊이가 줄어 설계 강도가 나오지 않는다. 도면대로 넣었는데 무너지는 경우의 상당수가 여기서 비롯된다. 배근 검사에서 철근의 위치와 스페이서 간격을 확인해야 하는 이유다. 발코니 확장이 일반화된 뒤로는 준공 후에 하중이 늘어나는 문제도 함께 본다. 내민 길이를 2미터에서 3미터로 1.5배 늘리면 뿌리에 걸리는 휨모멘트는 2.25배가 되고 끝단 처짐은 5배가 넘는다. 길이를 조금 늘리는 결정이 단면과 철근량을 얼마나 크게 바꾸는지 감을 잡아 두면 계획 단계의 판단이 달라진다.

■ 이런 분께 도움이 됩니다

• 건축 전공 학생 — 휨모멘트와 처짐의 배수 관계는 구조 과목에서 반복해서 다뤄진다
• 시공사·현장소장 — 상부 인장철근이 밟혀 처지는 것이 캔틸레버 시공의 최대 위험 요인이다
• 설계자 — 내민 길이를 늘리면 단면이 비선형으로 커져 계획 단계에서 한계를 잡아야 한다
• 아파트 입주자 — 발코니에 무거운 화분이나 구조물을 두는 것이 왜 권장되지 않는지 알 수 있다

■ 참고

캔틸레버 끝단은 처짐뿐 아니라 진동에도 민감하다. 사람이 걸을 때 출렁이는 느낌이 든다면 강도는 충분해도 사용성 기준에 미달한 경우일 수 있다.

출처: 위키백과 | 원문보기: https://ko.wikipedia.org/wiki/캔틸레버