목재 트러스의 특징 및 고려사항

 

목재 트러스는 건축물의 구조를 지탱하는 핵시적인 요소 중 하나로, 그 특징과 고려사항은 건축 및 인테리어 디자인에 관심 있는 많은 사람들에게 유익한 정보일 것입니다. 목재 트러스는 오랜 역사를 가지고 있으며, 현대 건축에서도 효율적이고 경제적인 선택으로 인정받고 있습니다. 이글에서는 목재 트러스의 특징과 고려사항에 대해 살펴보겠습니다. 

 

목재 트러스의 특징

목재 트러스는 작은 부재들을 삼각형으로 조립하여 기계적으로 고정한 구조재입니다. 이 구조는 수백 년이 된 것입니다. 역사적으로는 대충 어림잡고 시행착오를 겪으면서 디자인을 결정한 반면에, 오늘날에는 구조프로그램이  트러스의 형상과 구조적 능력을 결정하는데 도움을 줍니다. 트러스 디자인은 매우 정교한 과정이지만, 몇몇 제조업체로부터 제공받은 스판 일람표와 조언을 통해 프레임 디자인을 쉽게 할 수 있도록 시스템화되었습니다. 

트러스의 사용은 언제나 더 효율적이지만 최근까지 주택의 경우 일반 목조프레임보다 트러스 조립이 더 비쌉니다. 그러나 자재비(목재비)와 노동비가 상승은 트러스 구조로 바뀌는 계기가 되었습니다. 목조 건축 공사에서 작은 크레인이 지붕 트러스를 알맞은 곳에 빨리 옮길 수 있기 때문에 트러스공법은 공사 시간을 절약합니다. 

또한 목재 트러스는 장스판 구조를 위한 경제적 해결책이기도 합니다. 트러스는 구조재의 응력을 장력과 압축력으로 나누어 형성하기 때문에 트러스 면에서 낭비되는 재료를 최소화합니다. 또한 트러스의 융통성 있는 배열 덕분에 기계설비시스템을 위한 공간 요구조건을 쉽게 통합하는데, 추가적인 관통 없이 구조재의 여기저기를 지나갈 수 있습니다. 건물 디자인에서 트러스의 사용은 트러스와 연계되는 요소들의 치수 표시와 배치에 많은 훈련을 요구합니다. 전통적인 응용에서 통상적으로 형성되는 개구부들은 좀 더 사려 깊게 배치하여야 하며, 구조재에 잘못 설치된 구멍으로 인한 구조적 취약의 가능성을 최소화해야 합니다. 

트러스는 다양한 방법으로 시간과 자원을 절약합니다.  천장 조이스트와 라프터가 하나의 유닛으로 설치되는 범위에서 공사과정 상 통합을 이루며, 시간 절약의 결과는 특히 기후가 문제가 될 때 중요합니다. 일반적으로 재료는 트러스가 60㎝간격으로 배치될 때 가장 절약됩니다. 또한, 같은 형태의 트러스가 더 많이 사용될수록 더 많이 절약됩니다. 

 

고려사항

● 구성

목재 트러스는 다양한 구성으로 사용이 가능하며, 엄격하게 평가해도 70~80가지 정도의 대안이 있습니다. 흔히 쓰이는 5가지는 평형(Flat) 또는 평행형(Parallel Chord), 활형(Bowstring), 카멜백(Camelback), 가위형(Scissors), 삼각형(Triangular) 트러스입니다.

 

● 스판

목재 트러스는 4.8m에서 60m의 스판이 가능합니다. 60m 스판은 활형 트러스를 통해 가능합니다. 

 

● 조립

 목재 구조재는 톱질이 된 통나무이거나, 여러 판재를 접착한 것(Gluelam이나, 또는 기계적으로 접착한 것입니다. 처음 두 가지 방법은 가장 흔히 사용됩니다. 구조재는 단일겹, 쌍겹, 다중 격 등으로 분류됩니다. 구조적인 디자인이 필요하면, 철재 강봉 등이 목재트러스에 사용됩니다. 

 

 

● 연결

중간재와 상하현재 접한 점에서의 연결은 띠쇠, 거셋(Gusset), 스플릿-링(Split-ring) 연결쇠, 셰어-플레이트(Shear-plate) 연결쇠, 또는 볼트에 의해 만들어집니다. 중간재와 상하현재들은 측면끼리 부착되거나 같은 면에 배치되는데, 후자의 경우 셰어-플레이트 커넥터가 사용됩니다. 조립 트러스에서 흔히 사용되는 연결쇠는 트러스 클립(Clip)이며, 이는 한 면에 못과 같은 수많은 돌출부를 가지고 있습니다. 소형 트러스가 현장에서 조립될 때는 나사 연결이 사용됩니다. 트러스의 현장 조립은 적절한 감독이 필요합니다. 

 

● 모양

트러스는 어떤 경사와도 함께 디자인하는 것이 가능합니다. 평형 트러스에서 상현재는 배수를 위해 기울어집니다. 특정한 스판에 가장 적절한 지붕 형태들이 정해지므로 지붕 모양은 스판과 관련이 있습니다.  

 

● 간격

대부분의 무겁거나 긴 스판의 트러스 간격은 3.6m에서 6m 정도입니다. 주 구조재가 2.4m 이상 떨어져 있을 때 보조 구조재 덱킹을 받기 위해 필요합니다. 더 가볍고 짧은 스판의 트러스에서는 간격이 40㎝에서 1.2m에 이릅니다. 주거시설의 경량 트러스에는 40㎝에서 60㎝의 간격이 주로 사용됩니다.  

 

● 구조

목재 트러스는 거의 모든 종류의 수직 기둥에 결합될 수 있습니다. 응력에 저항하는 어떠한 기계적 연결도 사용 가능합니다. 트러스 사이를 가로지르는 조이스트(Joist)나 펄린(Purlin)이 트러스 상현재에 못으로 연결되며, 레저(Ledger)나 메탈 행거에 의해 상현재 측면에 접합될 수 있습니다. 

 

● 노출 또는 은폐

트러스는 종종 구조적 이미지를 남기기 위해, 또는 다른 미적 이유로 노출됩니다. 전선관이나 위생배관 등이 트러스의 개방된 측면을 쉽게 관통할 수 있기 때문에 트러스에 천장을 직접 쉽게 매달 수 있습니다. 

 

● 유지보수

목재 트러스는 특별한 유지보수가 필요 없습니다. 노출되었다면 주기적인 청소가 필요할 것입니다. 또한 연결쇠의 부식에 대한 점검이 필요합니다. 

 

● 방화

목재 트러스는 방화를 위해 연소방지 화학물질로 가압처리 될 수 있습니다. 이 제품들 중 몇몇은 가공된 목재의 수분 흡수 특성을 증가시킨다는 것이 발견되었습니다. 이는 연결쇠의 부식이라는 결과를 낳습니다. 하지만 상대 습도가 95%에 달하는 환경에서 연결쇠의 부식을 방지하는 제품이 있을 것입니다. 

 

마무리

목재 트러스는 건축물 구조의 핵심을 이루며, 그 특징과 설계 고려사항은 건축 프로젝트를 계획하고 진행하는데 중요한 역할을 합니다. 효율적이고 경제적인 건축물을 구축하기 위해서는 목재 트러스의 다양한 형태와 연결 방법을 잘 이해하고 활용하여야 합니다. 또한 유지보수와 방화 등의 측면에서도 적절한 대책을 마련하여 건물의 안정성과 내구성을 확보해야 합니다. 종합적으로 목재 트러스는 현대 건축물에 있어서 높은 가치를 지닌 중요한 구조 요소임을 잊지 않아야 합니다.