목조 건축

바닥의 설계

바닥의 설계

층식구조의 바닥은 기초 위에 토대를 설치하는 것으로 시작됩니다.

토대는 38x89mm(호칭치수 2”x4”) 이상의 단면을 갖는 제재목을 넓은 면이 전체적으로 균일하게 기초에 닿도록 설치합니다. 토대는 지상부 골조의 기반으로서의 역할과 함께 기초와 골조를 연결하는 기능도 수행합니다. 주거용 건축에서는 일반적으로 지름 12.7mm(1/2”)의 철제 고정볼트를 기초 콘크리트 구조 내에 2.4m(8’) 이하의 간격으로 묻어서 토대를 고정시킵니다.

보다 큰 규모의 건축물에 대해서는 풍하중이나 지진하중으로 인하여 발생되는 상향력(uplift) 및 전단력에 저항할 수 있도록 홀드다운(hold-down)이 구조 설계되어야 합니다. 고정철물로는 콘크리트 기초구조 내에 묻히거나 또는 콘크리트가 굳은 다음에 설치되는 신치 앵커를 사용하여야 합니다.

콘크리트의 초기 경화가 시작된 이후에 고정철물을 삽입하는 방법은 철물의 고정 효과가 불확실해 지는 결과가 초래될 수 있기 때문에 권장하지 않습니다.

콘크리트가 굳은 후에 토대를 설치하는 경우에는 토대를 시멘트 몰탈 위에서 수평을 잡아야 합니다. 기초구조에서 이미 수평이 잡혀있는 경우에는 시멘트 몰탈이 필요하지 않으며 공기와 수분의 침투를 방지하기 위하여 건물의 외곽선을 따라서 실러를 사용하여 토대 밑면과 기초 사이를 밀봉하여야 합니다. 토대와 콘크리트 기초 사이에 흰개미 방지용 재료가 설치되지 않는 경우에 북미의 일부 지역에서는 흰개미로 인한 피해 방지를 위하여 방충처리 목재의 사용이 요구됩니다.

장선이 벽과 벽 사이의 경간을 충분히 지지하지 못하는 경우에 바닥장선이나 지붕서까래를 중간에서 지지하기 위하여 보가 사용됩니다. 제재목, 조립보, 집성재, 평행적층재(PSL), 단판적층재(LVL) 또는 요구되는 구조적 성능을 나타낼 수 있는 다른 형태의 건축 구조재 등이 보로 사용될 수 있습니다.

지표면 또는 그 하부에서 콘크리트구조나 조적조에 설치되는 목재 보의 경우에는 공기 순환을 위하여 모든 수직 표면 주변에 12mm(1/2”) 이상의 틈을 두어야 합니다. 지면의 습기로부터 목재를 보호하기 위하여 골조부재들은 지면으로 규정된 최소값 이상의 높이에 설치되어야 하며 콘크리트와의 접촉면에는 폴리에틸렌, 개스킷 또는 이와 유사한 재료들을 설치하여 목재를 콘크리트로부터 분리하여야 합니다.

장선

장선으로 사용되는 재료로는 일반적으로 규격재와 공장에서 제조된 목재 I형 장선 등을 들 수 있습니다. 바닥용 경골트러스. LVL, PSL 및 집성재 등도 장선으로 사용될 수 있습니다. 이러한 자재들은 개구부 주변과 같이 추가적인 강도가 요구되는 부위에 특별히 효율적으로 사용될 수 있다.

처짐은 장선의 설계를 위하여 필수적인 고려사항입니다. 처짐은 사용자의 편안과 직결되며 장선의 경간표 작성 시에 고려됩니다. 장선들 사이의 하중분담 효과를 개선시키고 처짐을 감소시키기 위하여 다음과 같은 방법이 사용됩니다:다.

  • 장선들 사이에 수평지지를 제공하기 위하여 장선들의 하단을 널판으로 연결하거나(straping) 장선들 사이에 보막이(blocking) 또는 X형 버팀대(cross bracing)를 설치합니다. 이러한 들은 일반적으로 경간의 중앙이나 1/3 지점 마다 설치합니다.
  • 덮개재와 장선 사이의 복합작용을 증가시키기 위하여 접착제를 못과 함께 사용하여 덮개재를 장선에 고정시킵니다. 장선의 간격과 덮개재의 두께는 아래 표와 같습니다.

바닥구조를 위한 전형적인 장선 간격 및 덮개재료의 두께

바닥 덮개재 장선 간격 재료의 최소 두께
mm in. mm in.
제재목 400 16 17 11/16
500 19.2 19 3/4
600 24 19 3/4
합판 400 16 15.5 5/8
500 19.2 15.5 5/8
600 24 19 3/4
OSB 400 16 15.9 5/8
500 19.2 15.9 5/8
600 24 19 3/4

비고: 덮개재의 두께와 지점 간격은 적용되는 건축법규에 따라서 달라질 수 있다. 이 표의 자료는 일반적인 기준값으로 제시된 것이며, 세부적인 자료는 해당지역의 건축법규를 참고하여야 합니다.

기타 재료

용도에 따라 건물에서는 차음성능을 향상시키기 위하여 얇은 콘크리트 또는 경량콘크리트 층이 목재바닥 위에 설치되기도 합니다.

일반적으로 38mm(1-1/2”) 두께로 설치되며, 이 콘크리트 층 하부의 모든 부재들은 추가된 콘크리트의 고정하중을 견딜 수 있도록 설계되어야 합니다.

구멍 및 따냄

배선이나 배관 또는 다른 작업을 위하여 장선에 구멍을 뚫거나 측면을 따낼 필요가 있을 수 있습니다.

설계자들은 허용되는 구멍의 지름에 대하여 적용되는 건축법규를 참고하여야 합니다. 구멍의 지름이 허용값 이내로 제한되고 구멍의 위치가 가장 작은 휨응력이 작용하는 중립축(부재 높이의 중앙) 부근이라면 구멍으로 인한 강도의 손실은 없는 것으로 가정할 수 있습니다.

공장에서 제조되는 목재 I형 장선에 구멍을 뚫는 경우에는 제조업체에서 제공하는 안내서를 참고하여야 하며 허용되는 구멍의 크기와 위치 등을 준수하여야 합니다.

돌출부

돌출창을 지지하거나 또는 추가적인 바닥면적의 확보를 위하여 바닥장선이 기초벽을 지나서 돌출된 외팔보(cantilever)로 설치될 수 있습니다.

외팔부분은 구조계산에 의하여 외팔 장선의 허용설계응력이 초과되지 않는다는 것이 증명되지 않는 한 다른 층으로부터 전달되는 바닥하중을 지지하지 않아야 합니다.