일반구조 - 목구조

 

1. 목구조

(1) 목구조의 특성

1) 장점

- 건물이 경량 하고 시공이 간편하다.

- 비중이 작고 비중에 비해 강도가 크다.

- 열전도율이 적다.(보온, 방한, 방서)

- 내산, 내약품성이 있고 염분에 강하다.

- 수종이 다양하고 색채, 무늬가 미려하다.

2) 단점

- 고층건물이나 큰 스팬(Span)의 구조가

  불가능하다.

- 착화점이 낮아서 비내화적이다.

- 내구성이 약하다.(충해 및 풍화로 부패)

- 함수율에 따른 변형 및 팽창 수축이 크다.

 

(2) 목재의 성질

1) 목재의 심재와 변재

비교	심재	변재
위치	수심 가까이 위치	겉껍질에 가까이
특성	견고성을 높인다.	수액의 유통과 저장역할을 한다.
비중	크다.	적다.
신축성(수축율)	적다.	크다.
내후성, 내구성	크다.	작다.
강도	크다.	작다.

2) 목재의 역학적 성질

① 목재의 강도 순서 : 인 -> 휨 -> 압 -> 전

  인장강도> 휨강도> 압축강도> 전단강도

 

* 각종 강도의 관계 비교

강도의 종류	섬유방향	섬유직각방향
압축강도	100	10~20
인장강도	약 200	7~20
휨강도	약 150	10~20
전단강도	침엽수 16 활엽수 19	-

[주] 섬유 방향의 압축강도를 100으로 기준하였다.

 

* 소나무(육송)의 강도

  휨강도(89 MPa) > 인장강도(51.9 MPa) > 압축강도(48 MPa)

> 전단강도(10.1 MPa)

 

② 허용 강도 : 목재의 최고 강도의 1/7~1/8 정도

③ 섬유 평행 강도가 섬유 직각방향의 강도보다 크다.

④ 허용응력도 : 목재의 파괴강도를 안전율로 나눈 값

 

(3) 목재의 접합

1) 이음 및 맞춤 시 주의사항

① 응력이 작은 곳에서 응력의 방향에 직각되게 한다.

② 단순한 모양으로 완전 밀착시킨다.

③ 트러스, 평보는 왕대공 가까이에서 이음 한다.

④ 재는 될 수 있는 한 적게 깎아내어 약하게 되지 않게

   하고, 또 국부적으로 큰 응력이 작용하지 않도록 한다.

⑤ 공작이 간단한 것을 쓰고 모양에 치중하지 않으며,

   맞춤 시 보강 철물을 사용한다.

 

2) 이음

2개 이상의 부재를 길이 방향으로 접합하는 것(수평결합)

이음의 종류	사용용도
맞댄 이음	평보
겹친 이음	트러스 접합
엇걸이 이음	토대, 처마도리, 중도리, 깔도리
기타 이음	- 빗이음 : 서까래, 장선, 띠장 - 엇빗이음 : 반자틀 - 턱솔이음 : 걸레받이 - 은장이음 : 난간두겁대

 

3) 맞춤

한 부재가 직각 또는 경사지어 맞추어지는 자리

또는 그 맞추는 방법(수직결합)

① 걸침턱 맞춤 : 상하 부재가 직각으로 교차될 때

   접합면을 서로 따서 물리게 한 것으로 

   좌우 이동을 막는다.

② 안장 맞춤 : 빗잘라 중간을 따서 두 갈래로 된 것을

   양 옆을 경사지게 딴 자리에 끼워서 맞춘 것이다.

③ 가름장 맞춤 : 큰 부재를 중간에 따서 두 갈래로 

   하여 작은 부재를 끼워 대거나, 가름장에 작은

   부재를 얹지만 그 속에 장부를 낸 것이다.

④ 연귀 맞춤 : 직교되거나 경사로 교차되는 부재의 

   마구리가 보이지 않게 서로 45 º 또는 맞닿는

   경사각의 반으로 빗 잘라내는 맞춤이다.

⑤ 부채장부 맞춤 : 장부 한쪽은 넓고 다른 쪽은

   좁게 하여 부채모양으로 된 것으로 

   장부 구멍이 파괴되어도 장부는 빠지지 않는다.

⑥ 반턱맞춤 : 부재 춤을 반씩 따서 직각으로 

   맞춘 것이다.

 

4) 쪽매

① 맞댄 쪽매 : 툇마루 등에 틈서리가 있게 의장하여

   깔 때, 또는 경미한 널대기에 쓰인다.

② 빗 쪽매 : 간단한 지붕, 반자널 쪽매 등에 쓰인다.

③ 반턱 쪽매 : 15mm 미만 두께의 널은 세밀한

   공작물이 아니고서는 제혀쪽매로 할 수 없으므로

   얇은 널은 이 방법으로 한다.

④ 틈막이대 쪽매 : 널에 반턱을 내고 따로 틈막이대를

   깔아 쪽매 하는 것이다. 이것은 징두리판벽 등에

   쓰이고, 간단한 판장에는 틈막이대를 덧댄다.

⑤ 딴혀 쪽매 : 널의 양옆에 홈을 파서 혀를 딴쪽으로

   끼워대고, 홈 속에서 못질한다.

⑥ 제혀 쪽매 : 널 한쪽에 홈을 파고 딴 쪽에 혀를 내어

   물리고, 혀 위에서 빗 못질하므로, 진동 있는

   마루 널에도 못이 빠져나올 우려가 없다.

   또 널마구리에도 혀와 홈을 내서 쓰면 이음은

   반드시 장선 위에서 하지 않아도 된다.

   보행 진동에 대하여 가장 저항성이 크고 마루 널의

   접합에 가장 좋은 쪽매 방법

 

5) 세우기

① 목조건물 뼈대 세우기 순서

   기둥 - 인방보 - 층 도리 - 큰 보

② 목공사 시공 순서

   수평 규준틀 - 기초 세우기 - 지붕 - 수장 - 미장

③ 2층 주택의 마루판과 천장판 시공순서

   2층 바닥 - 2층  천장 - 1층   바닥 - 1층 천장

④ 목구조의 2층 마루틀

  ㉠ 홑 마루틀(장선 마루) : span이 2.5m 미만인 경우

  ㉡ 보마루 틀 : span이 2.5~6.4m(작은 보+장선+마루 널)

     이하이며, 보간격은 1.8m가 적당하다.

  ㉢ 짠마루틀 : span이 6.4m 이상일 때 사용

     (큰보+작은보+장선+마루널)

⑤ 반자틀 짜는 순서

   달대받이-달대-반자틀받이-반자틀

  ㉠ 달대받이 : 바닥판에 묻어둔 철물(인서트)에

     9cm 각의 목재를 고정

  ㉡ 달대 : 4.5m 각재를 120cm 간격으로 상부는

     달대받이에 못 박아 대고 하부 반자틀에 

     주먹턱 맞춤을 한다.

  ㉢ 반자틀받이 : 4.5cm 각재를 90cm 간격으로

     배치하여 달대에 고정

  ㉣ 반자틀 : 4.5cm 각재를 45cm 간격으로

     반자틀받이에 못박아댄다.

  ㉤ 반자돌림대 : 벽과 반자가 맞닿는 곳에 벽과

     반자를 잘 마무리하여 장식 효과를 겸한다.

 

6) 목재의 보강 철물

종류	특징
못	- 못의 지름 : 널두께의 1/6 이하 - 못의 길이 : 판두께의 2.5~3배(마구리는 3~3.5배) - 못의 15º 정도 기울게 박는다. - 나사못 : 나사못 지름의 1/2 정도 구멍 뚫고,   못길이의 1/3 이상은 틀어서 박는다.
꺽쇠	엇꺽쇠, 보통꺽쇠, 주걱꺽쇠가 있고 단면은 원형을 많이 사용한다.
볼트	- 목재의 볼트구멍 : 볼트지름보다 2mm 이상 커서는 안된다. - 인장력을 분담한다. 구조용은 12mm, 경미한 곳은 9mm 정도를 쓴다.
듀벨	볼트와 같이 사용하여 듀벨은 전단력을 분담한다. (볼트는 인장력을 분담)
띠쇠	보통띠쇠, ㄱ자쇠, 감잡이쇠, 안장쇠 등이 있다.

 

7) 맞춤에 사용되는 보강 철물

① 띠쇠 : 기둥과 층 도리,

   ㅅ자보와 왕대공 맞춤부에 사용

② 감잡이 쇠 : 평보를 대공에 달아맬 때,

   평보와 ㅅ자보의 밑에 사용

③ ㄱ자쇠 : 모서리 기둥과 층도리에 맞춤에 사용

④ 안장쇠 : 큰 보와 작은 보의 연결부에 사용

 

 

(4) 목구조 벽체구조

1) 토대

① 상부의 하중을 기초에 전달하는 역할을 하는

   구성재이다. 기초에 2~4m마다 앵커볼트를

   연결하여 기둥 밑을 고정한다.

② 지상에서 최소 20cm 이상으로 높게 설치하고,

   밑은 방부처리를 하여 습기가 차지 않게 한다.

③ 토대와 토대의 이음은 턱걸이 주먹장이음,

   엇걸이 산지이음으로 한다.

 

2) 기둥

① 본기둥

 - 통재기둥 : 1, 2층 기둥이 통째로 된 것으로

   중요한 모서리나 중간에 5~7m 길이로 배치한다.

 - 평기둥 : 층별로 구분된 기둥으로 통재기둥 

   사이에 1.8m 간격으로 배치한다.

② 샛기둥 : 본기둥 사이에 벽체를 이루는 기둥으로

   가새의 옆 휨을 막는데 유효하다.

   크기는 본기둥의 1/4쪽으로 간격은 40~60cm로

   한다.

 

3) 도리

① 층도리 : 2층 마루 바닥이 있는 부분에 수평으로

   대는 가로재이다.

② 깔도리 : 상층 기둥 위에 가로 대어 지붕보 또는

   양식 지붕틀의 평보를 받는 도리이다.

③ 처마도리 : 양식 구조에서 깔도리 위에 지붕틀을 

   걸고 지붕틀 평보 위에 깔도리와 같은 방향으로

   처마도리를 걸쳐댄다. 크기는 기둥과 같게 

   하거나 다소 작은 부재를 사용하여 이음 및 맞춤은

   엇걸이 산지 이음으로 한다.

   한식 구조와 일식 구조에서는 처마도리가 깔도리를

   겸하고 있다.

 

4) 밑둥잡이

1층 또는 2층 마룻바닥을 받치기 위하여 

기둥과 기둥 사이에 옆면으로 대는 것

 

5) 가새

① 벽체에 가해지는 수평력에 견디게 하는

   대각선으로 댄 부재로 목조 건물에 있어서 

   가장 중요한 요소로서 가새의 배치법과 치수를

   검토하여 내진설계를 하여야 한다.

② 가새의 설치 원칙

  ㉠ 기둥이나 보의 중간에 가새의 끝단을 대지 말 것

  ㉡ 기둥이나 보에 대칭이 되도록 할 것

  ㉢ x자형으로 배치할 것

  ㉣ 상부보다 하부에 많이 배치할 것

  * 귀잡이와 버팀대 : 가새를 댈 수 없을 때 

   그 모서리에 짧게 수평으로 빗댄 것을 귀잡이라

   하고 수직으로 빗댄 것을 버팀대라 한다.

 

6) 인방

둥과 기둥에 가로 대어 창문틀의 상하 벽을 받고

하중을 기둥에 전달하며, 창문틀을 끼워대는

뼈대가 되는 것이다.

 

 

(5) 지붕틀

1) 왕대공 지붕틀

① 응력 상태

  ㉠ ㅅ자보 : 압축 응력과 중도리에 의한 휨 모멘트

  ㉡ 평보 : 인장 응력과 천장 하중에 의한 휨 모멘트

  ㉢ 왕대공, 달대공(수직 부재) : 인장

  ㉣ 빗대공 : 압축 응력

   * ㅅ자보 : 압축재

     평보, 왕대공, 달대공 : 인장재

② 부재의 크기

ㅅ자보	왕대공, 평보	마룻대	중도리	빗대공
100x200	100x180	100x120	100x100	100x90

2) 절충식 목조 지붕틀

① 처마도리 위에 지중보를 걸쳐대고 그 위에

   동자기둥과 대공을 세우면서 중도리와

   마루대를 걸쳐대어 서까래를 받게 한 지붕틀이다.

② 지붕보의 배치 간격은 1.8m 정도로 한다.

③ 지붕의 하중은 수직재를 통해 지붕보에 

   전달되므로 큰 휨 모멘트가 생겨 

   구조적으로는 불리하다.

④ 작업이 간단하고 공사비가 저렴하여

   간사이 6m 이내의 소규모 건물에서 많이 

   사용된다.