건축물의 목 구조(나무 구조) 1 - 장점, 단점, 접합 방법, 각 부분 구조

1. 목구조

  - 건축물의 주요 구조부가 목재로 이루어진 구조로 기둥, 보, 지붕, 벽체, 바닥 등의 뼈대를 나무로 만들어서 가구식으로 만든 구조이다. 접합부의 이음과 맞춤은 목재 자체의 힘을 이용하는 방법과 접합부를 못이나 볼트 등으로 고정하는 방법을 사용한다.

  (1) 장점

- 비중에 비해 강도가 크며, 열 전도율이 적다.

- 건물의 무게가 가볍고 재료의 가공이 쉽다.

- 나무의 종류가 다양하여 고유의 색깔과 무늬가 있어 외관이 아름답다.

  (2) 단점

- 불에 잘 타는 재료라서 내화성이 부족하다.

- 목재가 물을 함유하고 있어 변형이 크다.

- 고층 건물이나 긴 경간의 건물은 만들기가 어렵다.

- 목재의 특성상 썩기 쉽고 충해가 생기기 쉽다.

  (3) 목재 사용 부위

- 구조재는 응력을 받는 인장 재료와 접합부에 옹이가 적은 것을 사용해서 강도가 저하되지 않도록 해야 한다. 소나무, 낙엽송, 잣나무, 전나무, 미송 등을 사용한다.

- 치장재는 옹이가 없는 목재를 인공 건조 처리를 하여 함수율 15%까지 건조해서 사용해야 한다. 침엽수인 적송, 홍송, 낙엽송 등과 활엽수인 느티나무, 단풍나무, 박달나무, 나왕 등을 사용한다.

- 창호재는 삼목, 전나무, 느티나무, 졸참나무 등을 사용한다.

- 가구재는 침엽수와 활엽수, 나왕, 티크 등을 사용한다.

 

나무를 사용하여 지은 주택 건축물이다.

 

[ 목재의 종류와 특징 ]

- 침엽수는 건축 구조재로 사용된다. 온대 지방과 한대 지방에서 생산되며 같은 수종이라도 한대 지방에서 자란 것이 강도가 강하다. 종류로는 전나무, 노송나무, 소나무, 낙엽송 등이 있다. 전나무는 비중이 0.37로 가볍고 면이 거칠어서 창호 재료, 수장 재료 등으로 이용된다. 노송나무는 비중이 0.46 정도이고, 향기가 좋으며 광택이 나서 고급 건축재료로 가구 재료, 창호 재료, 내장재료 등으로 사용된다. 소나무는 비중이 0.53 정도이고 송진이 나오며 내수성과 탄력성이 있어서 건축재료, 말뚝으로 사용된다. 낙엽송은 비중이 0.61 정도이고 경질이며 내구성이 있어 구조재료, 말뚝으로 사용된다.

- 활엽수는 온대 지방과 열대 지방에서 성장하며 침엽수보다 단단하고 비중이 커서 가공하기 어렵다. 그래서 큰 강도가 마멸에 견딜 수 있고 내식성이 필요한 부분에 사용된다. 종류로는 오동나무, 밤나무, 느티나무, 벚나무, 단풍나무, 떡갈나무가 있다. 오동나무는 비중이 0.31 정도로 연질이며 무늬가 미려하고 방습성이 좋아서 가구 재료, 장식 재료, 악기 재료에 사용된다. 밤나무는 비중이 0.50 정도이며 견실하며 탄력성이 있고 내수성이 커서 가구 재료, 수장 재료로 사용된다. 느티나무는 비중 0.68 정도이고 광택이 있으며 미려하고 내수성과 내습성이 커서 건축재료, 가구 재료, 창호 재료, 수장 재료, 선박 재료, 조각 재료로 사용된다. 벚나무는 비중이 0.70 정도이고 치밀하며 무겁고 단단하고 아름다워서 가구 재료, 치장 재료로 사용된다. 단풍나무는 비중이 0.72 정도이고 치밀하며 나뭇결이 아름다워서 가구 재료, 치장 재료, 창호 재료로 사용된다. 떡갈나무는 비중이 0.82 정도이고 나뭇결이 거칠고 무거우며 가공이 어려워서 건축재료, 가구 재료로 사용된다.

 

2. 목재의 접합

  (1) 목재 접합의 종류

  - 이음이란 2개 이상의 목재를 길이 방향으로 붙여 1개의 부재로 만드는 것이다. 종류는 맞대기 이음, 겹치기 이음, 따낸 이음이 있다.

  - 맞춤은 길이 방향에 직각이나 일정 각도를 가지도록 경사지게 붙여대는 것이다. 

  - 쪽매는 판재의 면적을 넓히기 위해 두 부재를 나란히 옆으로 대는 것이다. 

  (2) 목재 접합의 보강재

  - 나무 보강재의 종류로는 산지, 촉, 쐐기가 있다. 산지는 원형이나 각형으로 가늘고 긴 나무이다. 촉은 접합면에 사각 구멍을 파고 한편에 작은 나무토막을 반 정도 박아 넣고 포개어 접합재의 이동을 방지하는 것이다. 쐐기는 직사각형 단면에 길이가 짧은 나무토막을 사다리꼴로 납작하게 만든 것이다.

  - 금속 보강재로는 못, 나사못, 꺾쇠, 볼트와 너트, 보강 철물 등이 있다. 

 

 

3. 각 부 구조

  (1) 기초

  - 목구조에는 독립 기초와 줄 기초가 사용되고 기초를 보강하기 위해 지정을 만든다. 독립 기초는 1개의 기초 위에 기둥을 설치하는 방식이고, 줄 기초는 토대가 이동하거나 움직이지 않도록 하기 위해 앵커 볼트를 묻어 고정시키고 그 위에 기둥을 설치하는 방식이다.

    1) 잡석 지정은 주춧돌 밑에 동그란 돌(잡석)을 깔고 다진 다음 주춧돌을 놓는 방식이다.

    2) 모래지정은 땅을 파내고 물로 다지면서 모래를 넣어 다져 넣는 방식이다.

    3) 판 축은 동결선 이하까지 땅을 파고 그 위에 흙을 깔아 다지는 방식이다.

    4) 장대석 지정은 장대석을 정(井) 자 형태로 나란히 놓아 쌓아 올리는 방식이다.

 

  (2) 벽체

    1) 토대는 기초 위에 놓아 기둥에서 내려오는 상부의 하중을 기초에 전달하는 역할을 하는 수평 구조재이다.

    2) 기둥은 바닥, 지붕 등의 하중을 토대에 전달하는 수직 구조재이다. 

- 통재 기둥은 2층 이상의 기둥 전체를 하나의 단일재로 사용하는 기둥이다.

- 평 기둥은 각 층의 높이에 맞게 층별로 배치되는 기둥이다.

- 샛기둥은 본 기둥 사이에 세워 벽체를 이루는 기둥이다.

    3) 도리

- 층도리는 2층 이상의 건물에서 바닥층을 제외한 각 층을 만드는 가로 부재로 기둥을 연결하고 통재 기둥의 사이를 가로질러 연결한다.

- 깔도리는 기둥의 상부를 연결하여 지붕틀의 하중을 기둥에 전달하는 역할을 한다.

- 처마도리는 건물의 외벽에서 지붕 머리를 연결하고 지붕보를 받아 지붕의 하중을 기둥에 전달하는 부재이다.

- 인방은 기둥과 기둥, 기둥과 문설주 사이를 연결한 벽체의 뼈대, 문틀이 되는 가로 부재이다.

- 가새는 횡력을 받을 때 구조물이 변형되지 않게 하기 위해 외력을 잘 견딜 수 있는 삼각형 구조로 만드는 부재이다.

- 꿸대는 기둥과 기둥 사이를 가로질러 벽을 보강하는 부재이다.