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골조
골조는 건축물의 하중을 견디는 건축물의 뼈대를 말한다. 골조는 하중을 지반까지 전달하는 구조체로써 골조의 튼튼함이 건물의 수명과 하자를 결정짓는다. 골조는 다음 건축 공정의 바탕이 되기 때문에 건축의 모든 단계 중 가장 중요하다. 예를 들어 건축물 형태가 뒤틀리거나 기울어지는 이상 현상은 골조가 바로 세워지지 않았기 때문이다.
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철근콘크리트 골조
골조라는 건축용어가 생소한 분들도 철근콘크리트는 익숙하다. 일반적으로 많이 사용되는 골조이기 때문에 주변 건축물을 통해 쉽게 경험할 수 있다. 철근콘크리트는 단어 그대로 철근과 콘크리트의 조합으로 만들어지는데 이 둘은 상호보완적 관계로 서로의 단점을 보완하며 시너지를 이루는 완벽한 파트너이다.
콘크리트는 무게가 있고 단단해 외력으로부터 안전한 반면 유연하지 않기 때문에 충격에 약다. 꼿꼿하면 부러진다는 속담이 콘크리트에도 적용되는 셈이다. 따라서 콘크리트만 있으면 지진과 같은 외부 충격이 있을 경우 위험하다. 콘크리트가 갖지 못한 유연성을 철근이 보완하는데 반대로 단단한 힘은 없기 때문에 콘크리트가 단단하게 고정시켜 준다.
철근콘크리트는 과학도서 작가 잭 첼로너의 <죽기 전에 꼭 알아야 할 세상을 바꾼 발명품 1001>에 소개되기도 했을 만큼 발명된 이래 현재까지 다양한 건설 현장에서 사용되고 있다.
목골조
목 골조는 건물의 주요 구조가 목재로 구성된 것을 일컫는데 인간이 사용한 건축자재 중 가장 오랜 역사를 자랑한다. 철근, 시멘트, 콘크리트와 같은 재료가 없던 아주 옛날 나무를 베어 몸을 가눌 공간을 만든 것에서 시작되었고 공간 구성과 구조의 다변화를 통해 지금의 목 골조가 탄생하게 됐다.
목 골조 방식 중 가장 오래된 것은 통나무 구조에서 발전된 기둥보 구조이다. 일본 전통 목조건축 공법으로 한옥처럼 기둥과 보를 세워 골격을 만드는 방식인데 기둥보 구조의 가장 큰 장점은 외관을 자유롭게 디자인 할 수 있다는 점이다. 가령 기둥과 기둥 사이를 넓게 떨어뜨리면 대형 유리창을 달 수 있고 거실이나 현관에 큰 오픈 공간을 만들 수도 있다. 이처럼 공간 낭비 없이 집을 지을 수 있어 증축이나 개축도 간단한 편이다.
목 골조는 목재의 강도와 약도에 따른 활용도가 다양하고 열화 없이 응력이나 충격을 흡수하는 기능이 우수해 악천후나 지진 활동에 취약한 지역에서 많이 사용된다. 일본에는 나무로 만든 집이 유난히 많은 것을 발견할 수 있는데 이는 목조가 지진에 강한 구조이기 때문이다.
철골조와 경량 철골조
철골조는 이름에서 연상할 수 있듯이 철강 자재로 골조를 만드는 건축 구조이다. 전통시장에서 흔히 볼 수 있는 지붕이 바로 이 철 골조이다. 시공이 간편하면서도 변형이 거의 없어 상가 창고 공장 등에 흔히 적용된다. 구조 변경이 용이하고 지진 및 화재에 대한 저항 성능이 높아 다양하게 사용되고 있다.
경량 철골조는 살이 얇은 형강을 압연해서 여러가지 형태의 구조를 세우는 방식이다. 공사 기간이 짧고 비용이 합리적일뿐만 아니라 구조를 자유롭게 만들 수 있으며 외부 마감 역시 다양하게 활용 가능하다.
주거 공간으로는 잘 활용되지 않던 철골조는 최근 스틸 하우스라는 이름으로 새로운 주거 트렌드를 만들어 가기도 하는데 용도에 따라서 평면 구성이 가능하고 내부 공간활용도가 높아 고효율 에너지 주택으로 21C 건축문화의 변화를 이끌어 가고 있다.
하이브리드
습식과 건식 공법을 조합하여 사용하는 것으로 철근콘크리트와 목구조의 조합으로 많이 사용된다. 1층은 철근콘크리트로 시공해 층간 소음을 줄이고, 2층은 목구조를 시공해 에너지 효율을 높이며 넓은 면적의 주거 공간을 확보할 수 있다. 또한 지붕을 목구조로 할 경우 지붕모먕의 설계가 여러 형태로 나올 수 있다. 하이브리드 공법은 건축재료마다 가진 장점을 이용하기때문에 주택 건축시 다방면으로 활용되고 있다.
골조공사 시 주의사항
거푸집 존치 기간
건물의 구조인 뼈대가 안정적이려면 그에 맞는 강도를 지녀야 하는데 레미콘이 굳어 콘크리트가 되려면 강도가 구현될 수 있는 일정 시간이 필요한데 이를 거푸집 존치 기간이라 부른다. 콘크리트 강도가 구현이 안된 상황에서 밑면의 거푸집을 미리 해제하면 큰 사고로 이어질 수 있다 거푸집은 크게 벽체와 바닥에 설치되는데 벽체는 하루만 있어도 원하는 강도를 가질 수 있지만 밑면은 섭씨 25℃의 수중 양생으로 최소 28일은 지나야 원하는 강도를 지닐 수 있기 때문에 반드시 존치 기간을 지켜야 한다
가장 많이 쓰는 거푸집인 유로폼은 보통 60회 정도 재활용이 가능한데 다른 현장에서 쓸 일정이 잡혀 있다면 업체 입장에서는 되도록 빨리 거푸집을 회수해 사용처를 늘리고 싶을 수 있는데 밑면의 존치기간을 지키지 않는것은 정말 위험한 일이니 반드시 체크해야 한다.
동바리 안전성
펌프카로 레미콘을 타설 하면 벽체와 바닥은 엄청난 압력을 받게 되는데 이런 압력을 대비해 거푸집에는 강관으로 된 동바리(Support)를 일정 간격으로 설치하게 된다. 보통 설계 시 구조 검토를 할 때 거푸집의 동바리 간격을 정하게 되는데 직각으로 정해진 간격에 맞게 설치되지 않은지 체크가 필요하다.
철근 지름 이음 피복 두께
설계업체가 제대로 된 구조 검토를 받아 설계를 한 경우 어느 위치에 얼마짜리 지름의 철근을 배근해야 하는지 철근 배근도가 명시된다. 시공사의 경우 간혹 명시된 철근의 지름과 다른 철근을 사용하거나 철근의 이음 길이가 다르거나 피복 두께 철근에서 콘크리트 표면까지의 길이가 다른 경우가 있으니 확인을 해야 한다.
- 다양한 이음공법
- 피복두께가 지켜지지 않아 감리단으로부터 공사중지명령을 받은 아파트 현장
레미콘 타설 높이와 진동기
펌프카 슈트를 통해 레미콘이 타설 될 때 타설점이 너무 높으면 재료들이 섞이지 않고 분리가 될 수 있다. 재료가 골고루 섞이지 않으면 강도가 약해질 수 있기 때문에 타설 높이가 너무 높지 않게 관리해야 하며 타설 된 레미콘이 골고루 퍼져나갈 수 있게 진동기를 사용해야 한다. 진동기를 레미콘 깊숙한 곳까지 잘 섞지 않으면 나중에 거푸집을 뜯을 때 벽체 중간마다 콘크리트가 덜 채워진 곰보 현상이 발생하기 때문에 타설 날은 현장에서 잘 체크하는 것이 중요하다.
보양작업
타설된 레미콘이 서서히 굳을 수 있게 해주는 작업을 보양이라 한다. 여름철 급격하게 건조되거나 겨울철에 어는 것을 방지하기 위해 타설 된 레미콘에 물을 뿌려주거나 갈탄 열풍기 등으로 보온을 해주는 작업이 여기에 해당된다.
참고자료
- 하우스플래너, 〈골조공사 주의사항 (거푸집 존치기간, 진동기, 보양)〉, 《브런치》, 2019-08-09
- 위드제이하우스, 〈튼튼한 집을 만드는 다양한 공법의 골조공사〉, 《네이버 블로그》, 2021-10-27
- 〈알고 보면 새로운 건축자재 이야기 ③건축 골조〉, 《한화건걸 공식 블로그》, 2019-03-13
