가구식 구조의 개념과 구성 원리

핵심 정리

가구식 구조(架構式 構造)는 가늘고 긴 부재를 짜 맞추어 뼈대를 구성하며, 목구조와 철골구조가 대표적이다. 여기서 뼈대란 기둥과 보처럼 길게 뻗은 부재가 서로 맞물려 이루는 골격을 뜻한다. 이 골격이 건물의 주된 하중 경로가 되므로, 가구식 구조를 이해하려면 부재 하나하나의 모양보다 부재들이 어떻게 이어져 입체를 이루는지를 먼저 보아야 한다. 물을 사용하지 않는 건식 구조는 부재를 이음과 맞춤으로 조립하는 가구식 구조다. 이음은 부재를 길이 방향으로 잇는 것이고, 맞춤은 두 부재가 만나는 부분을 깎아 서로 맞물리게 하는 것이다. 재료를 물로 굳혀 완성하는 습식 구조와 대비하면, 건식이라는 말은 접합을 물 없이 맞물림만으로 완성한다는 뜻으로 이해하면 된다. 가구식 구조는 수직·수평하중을 받는 기둥과 보를 조립하여 입체화한 구조로, 목구조와 강구조 등이 있다. 목구조는 목재를, 강구조는 강재를 주된 부재로 쓴다는 점에서 재료가 다르지만, 기둥과 보를 조립해 입체 골격을 만든다는 원리는 같다. 이 공통 원리를 먼저 잡아 두면 두 체계를 따로 외우지 않아도 된다. 가구식 구조의 장점은 부재를 미리 가공하여 현장에서 조립할 수 있다는 점이다. 반면 접합부의 짜 맞춤 상태가 전체 구조의 성능을 좌우하므로, 접합 상세를 정확히 읽는 것이 선지를 판별하는 핵심이 된다. 개념을 정리할 때는 정의, 건식 요건, 구성 방식, 접합의 순서로 보면 흐름을 놓치지 않는다.

자세히

접합 방식이 구조 해석을 정한다

접합은 부재가 힘을 주고받는 방식을 결정하므로, 구조 해석의 출발점이 된다. 기둥과 대들보의 접합은 접합 상세에 따라 핀접합으로 가정할 수도 있다. 핀접합은 접합부에서 휨모멘트를 전달하지 않는다고 보는 가정이고, 강접합은 이를 전달한다고 보는 가정이다. 두 가정은 부재에 생기는 응력과 변형의 분포를 다르게 만들기 때문에, 접합의 종류를 혼동하면 해석 결과 전체가 어긋난다. 지붕틀에서는 부재끼리의 맞춤이 부재 쌍마다 다르게 정해진다. 평보와 ㅅ자보는 안장맞춤으로 연결하는 것이 일반적이다. 이 방식은 한 부재를 다른 부재 위에 걸쳐 놓는 형식이라, 부재의 끝을 깎아 잇는 방식과 구별된다. 왕대공과 평보의 연결은 숭어턱 맞춤이 아니라 장부 계열 맞춤으로 한다. 숭어턱 맞춤은 부재의 끝을 턱으로 깎아 이어 붙이는 형식이므로, 장부를 끼워 넣는 계열과 형식이 다르다는 점을 구분해 두어야 한다. 왕대공과 마룻대는 가름장 장부맞춤으로 연결하는 것이 일반적이다. 가름장은 장부 맞춤을 더 단단히 고정하기 위해 쓰는 보조 요소이므로, 장부 맞춤 계열로 묶어 기억하면 된다.