중목구조방식(Heavy Timber Framing System)

重(무거울 중)구조방식은 말그대로 아주 무거운 구조의 방식을 말한다.
기본적으로 구조해석은 일반적인 기둥보구조(Post and Beam Constrection)과 동일하지만
구조적인 문제를 떠나 여러가지 이유로 아주 큰 부재의 나무를 사용하는 구조이다.

따라서 중구조방식이 일반적인 기중보구조방식과 가장 커다란 차이점은
일반적인 구조재를 사용하지 않고 통재(Heavy Timber)로 분류되는
최소한의 규격을 가진 목재를 사용한다는 점이다.

그럼 중목구조방식은 왜 일반적인 구조재를 사용하지 않는가?
가장 큰 이유는 화재이고 두번째 이유는 나무로된 독특한 건물을 짖고자 하는 기준이다.

일반적인 목구조는 불연자재를 건물 내외부에 입히는 난연등급이다.
그러므로 목조주택은 거주자가 화재로 대피할 수 있도록 약1시간 정도의 내화성능을 지니고 있다.
그 시간이 지나면 건물은 화재로 무너진다.

하지만 수영장, 실내체육관 등의 대규모시설을 아름다운 목구조로 짖고자할 경우
건축법은 일반적인 목구조가 아닌  안전한 내화구조의 건물을 요구한다.

내화구조는 철근콘크리트조, 벽돌조와 같이 불에 타지 않는 구조를 이야기한다.
보통 철은 불에 타지 않아 내화구조로 생각하지만 철은 불에 매우 약하여
화재가 나면 철로 지은 건물은 20분도 버티지 못하고 무너진다.

따라서 불에 오래 틸수 있도록 내화구조로 지어야만 하는 건물은
큰 부재의 목재를 사용하여 내화구조로 인정되는 중구조방식을 선택하는 것이다.

목재는 불에 접하면 처음부터 불에 타지 않는다.
목재가 불에 타려면 목재가 뜨거워지고 그 다음에 목재의 수증기가 증발하여야 한다.
그 후 목재의 가연성 가스가 나와 목재에 불이 착화되면서 목재가 연소되는 것이다.

하지만 목재가 너무 크고 두꺼우면
불의 열기가 목재 내부까지 전달되지 않아 목재의 가연성 가스가 계속 나오지 않으며,
가스가 더 이상 나오지 않으면 불은 점점 약해지고
불이 약해지면 목재는불에 타지 않고 검게 그을리면서 불은 꺼지게 된다.

이렇게 불이 꺼지는 것은 검게 그을린 목재가 탄소피막을 형성하고
이 피막이 방화막 역할을 하여 불이 꺼지는 것으로,
불이 꺼진 목재는 일정한 구조 성능을 유지하게 되어
건물이 무너지지 않는 것이다.

하지만 법규적인 성능이 요구되어 중목구조를 건축하는 것이 아니라
단지 크고 무거운 목재의 사용을 좋아하는 사람들은
일반주택에서도 중목구조로 건물을 짖는데
이런 주택을 보통 팀버하우스(Timber House)라 한다. 

 

                              중목구조로 건축하고 있는 체육관



                          대규모의 집성 부재를 사용한 상세



                                       중목구조로 시공하고 있는 주택

                             중목구조로 시공하고 있는 주택
 

(구 홈페이지에 2007년 10월 26일 작성한 문서를 2016년 9월 25일 새로 옮긴 내용입니다)  

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