19평 다락이 있는 뾰족집_#10 홀드다운&기둥

안녕하세요. 진진입니다. 지난 포스트에서 외벽을 혼자서 어떻게 설치할 수 있고, 외벽을 디자인할 때, 반드시 알아야 할 전단벽의 개념에 대해 알아봤습니다. 이번 포스트는 "부력, 횡력?"에 의한 집의 들려지는 것을 방지하기 위해 어떤 사항을 검토해야만 하는지에 대해 알아보도록 하겠습니다.

홀드다운 캐나다에서 CM을 공부할 때, 우연치 않게 한옥에 대해서 발표할 기회가 있었는데, 그때 외쿡 사람들이 가장 놀라워했던 게 "그랭이질" 에 관한 거였습니다. ​ 그랭이질은 덤벙 주초 즉, 지금처럼 평평하고 깔끔하게 된 주초 말고, 자연석을 그대로 이용하기 위해 그랭이를 이용해 (컴퍼스처럼 생겼어요) 자연석 표면 그대로를 나무 기둥 아래 그리고, 한 땀 한 땀 정성스레 끌로 조각(?) 해 자연석 주초에 딱 맞는 세상에서 단 하나뿐인 기둥을 만드는 기법입니다. (저는 약간 이 방법에 회의적인 의견입니다. 아무리 정교하게 만들어도, 그랭이질 만 가지고 기둥 단면적 전체를 기초석에 닿게 할 수 없기 때문이라 생각했기 때문입니다. "한 치의 오차 없이.."라는 말이 뜻하듯, 허용 오차를 30mm 인정한다는 것인지... )

쐐기를 이용해 기둥의 수직을 맞추고 그랭이질로 돌 모양을 그리고 있습니다. ​ 그럼 그들은 어디에서 놀랐을까요? 그랭이질? 아닙니다. 그들이 놀란 포인트는 기둥이 주춧돌에 아무런 연결장치 없이 "그냥" 얹힌다는 사실에 놀란 거였습니다. 한옥은 지붕의 무게가 어마어마한 건축물입니다. 전체 나무 체적 양도 지붕에 관련된 부재의 체적이 2/3 이 정도 되고, 흙으로 만든 기와에, 흙으로 얹어 지붕 선을 만들고, 이렇게 무거운 자재들로 지붕을 완성하고 나면, 그때서야 비로서 창방이나 인방등의 가로 부재들이 자리를 잡기 시작합니다. 이러한 지붕으로 부터 눌러주는 큰 하중으로 인해 특별한 연결 부속 없이도, 웬만한 태풍에도 집이 날아가지 않고 잘 버틸 수 있었던 것이죠. ​ 하지만, 북미의 경량목조주택은 토네이도, 대형 태풍 등이 빈번하고, 또 집 자체가 "경량" 이기 때문에 바람에 의한 "부력" 즉 위에서 내려오는 하중이 아닌 들려 올려지는 힘에도 대비하도록 발전되어 왔습니다. 전단벽 이란 개념을 가져와 횡력을 고민하고, 그 전단벽 및 벽체를 기초에 단단히 묶어두는 "홀다운", 지붕의 서까래를 날아가지 않도록 잡아주는 철물 (Hurricane Tie OR Truss Screw), 구조재(Collar tie) 같은 개념들이 집을 지을 때 반드시 고려되어야 할 사항으로 있습니다. ​ 우리나라 건축물도 안전기준이 강화되면서, [소규모 건축구조기준 목구조]에서 이를 규정하고 있습니다.(page 13~14)

Collar Tie:지붕 서까래가 벌어지는 것이 아닌, 지붕이 부력으로 들어 올리는 것을 방지하는 부재입니다.

심슨스트롱 사의 트러스볼트 입니다. 벽체의 탑플레이트로 부터 서까래를 나사 하나로 연결해 주고 있습니다. 기존의 허리케인 타이보다는 작업 속도가 빠른 장점이 있습니다.

심슨스트롱 (심슨스트롱은 이런 구조 철물의 유명한 브랜드입니다.) 홀드다운 입니다. 설치 매뉴얼 그림이라도 한번 살펴 보시면 이해가 되실 거에요.

HTT InstallationHTT Installation | Simpson Strong-Tie ​

위의 그림은 전단벽 끝에 규정대로 (page13 그림 4.1-8) 설치한 홀다운 입니다. H 빔의 형태 때문에 약간은 바깥쪽으로 치우쳐 설치되었습니다. 콘크리트 기초 역시 이 홀드다운을 설치할 것을 미리 염두 해 홀드다운이 되도록이면 기초의 중심부에 올수 있도록 합니다. ​ * 홀드다운을 어떤 형태의 기초 콘크리트에 설치하든 기초 콘크리트를 드릴로 깊게 (180mm 이상) 구멍을 내야 합니다. 이 때 콘크리트 구멍은 에어건으로 콘크리트 가루를 전부 불어낸 후 Anchoring Adheasive, Anchoring Epoxy (접착제)등을 이용해 앵커를 콘크리트에 고정 시키길 권장드립니다. 다음 유튜브 영상도 참조해 보시면 도움이 되실듯합니다. https://www.youtube.com/watch?v=XHj6p-jUV88 ​ 바람이 많이 부는 지역에 살고 계시고, 제주도 같은 태풍이 잦은 곳은, 독립기초의 풋팅 부분만 다른 독립기초와 연결해 작업할 수도 있습니다. 아니면, 이런 독립 기초 말고, 온통기초나, 줄기초의 선택을 고려해 보셔야 합니다.

덧붙이는 말 이러한 철물들은 그 단가로 치면 크게 비싸지 않습니다. 하지만, 제대로 설치하는 것이 여간 성가신 일이 아니죠. 우리는 우리 손으로 직접 지을 거니까, 하루 날 잡아서 열심히 하시면 됩니다. 이제 더 이상 이런 것들은 옵션이 아닙니다.

Post and Beam 앞서 말씀드렸듯이 이 모델의 1층 실내 면적은 약 10m X 6m 18평 정도 됩니다. (벽 두께 제외). 그리고, 1층은 카페처럼 꾸미고 싶어 되도록이면 기둥이나 내력벽 없이 오픈 공간으로 디자인하고 싶었습니다. 하지만, 내력벽 없이 나무 부재만으로는 이러한 공간을 만들기가 어려워 철제빔을 사용하고, 이 빔을 바쳐주기 위해 2X6를 여러 장 겹쳐 기둥으로 사용했습니다. 글루램등 엔지니어 목재도 사용하지만, 이미 기초 부분에 H 형강을 이용한 터라 6m 짜리 H 형강을 사용했습니다. ​ H 형강 *여기서 어떤 종류의 H 형강을 사용할지는 구조계산을 해서 적절한 사이즈를 찾으셔야 합니다. 저는 기초 부분에서 사용했던 244X175 6m 부재를 사용했습니다. ​ H 형강 구조계산 구조계산 설명은 지난번에 했으므로 패스~ 간단히 결과값만 나열하겠습니다. ​ 전체 하중: 2층 다락을 방통했을 경우를 감안해서 4.92Kn/㎡ 보 길이: 6M 보하나 당 커버 면적: 6m X 3.6m = 21.6㎡ 최대 허용 처짐: L/360, 16.67mm 최대 처짐 = 4.96324mm입니다. 그래서 사용 가능! ​ 기둥 기둥은 현장에서 조립해서 사용합니다. . 제일 중요한 건 두께를 175mm (H 형강 가로 사이즈)로 맞추어야 한다는 것입니다. 2X6 네 개를 이용하면 38X4 = 148mm 합판 두께 9mm 세 개는 = 27mm 따라서 전체 두께 175mm ​ * 위와 같이 구조재 여러 개를 붙여서 두꺼운 부재를 만들 경우 보통 구조재 사이에 OSB 나 합판을 끼워 넣으면 목재의 휨도 잡아주기도 하고, 다양한 두께를 조합함으로써, 현장에서 원하는 두께의 부재를 정확하게 마들 수 있습니다.

높이 : 2563mm 높이는 H 형강의 높이(244mm)와 그 위에 올라갈 두 개의 구조재(못 받이) 높이 등을 고려해야 합니다.

벽 상단부에서 직결 피스로 H 빔을 관통해 다음 벽체와 연결합니다. ​ 위에서 빔의 알파벳 I 자 모양의 홈을 막기 위해 구조재 두 개 38mm + 38mm 와 8mm OSB가 사용되었습니다. 이랬을 경우 1mm 오차 없이 정확하게 홈을 메꿀 수 있습니다. 단, I​ 자 안쪽은 각이 안 지고 둥글게 코너가 되어 있는데 이 부분은 대패로 깎아주시면 됩니다. ​ * H 형강의 무게는 개당 265kg (6m)정도 됩니다. 이걸 혼자서 들기는 힘들지요. 그래서 미니 전동 호이스트를 이용하시는 것을 추천드립니다. 아니면 나머지 자재를 이때 주문해, 크레인으로 하차 하면서 H빔도 설치하는 방법도 괜찮습니다. ​

재료비 분석 그럼 이 Post & Beam 을 만들기위한 재료비가 얼마나 들어가는지 보겠습니다.

• 저의 모든 포스트는 작업 순서대로 작성되고 있습니다.

• 모든 자재 가격은 2022년 3월 기준 입니다. 로스율, 인건비, 간접비 등은 포함 되지 않은 순수 자재 비용 입니다.

• 포스트를 연재 하면서 약간의 수정도 병행되고 있으므로, 포스트별로 약간의 비용 오차가 있을 수 있습니다. ​

​ ​ 다음 시간에는 드디어 인테리어 벽체와, 제가 생각하는 1층 디자인 방향에 대해 이야기해 보겠습니다. ​ ​ ​

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