목조 건축

지붕 설계

Roof Design

경골목구조 지붕에서 중간 정도 크기의 하중과 경간에 대해서는 규격재를 서까래 및 천장 장선으로 사용하고 긴 경간 또는 높은 하중의 경우에는 공장에서 제조된 목재 I형 장선이나 트러스를 사용하는 것이 일반적입니다. 핑거조인트로 길이 이음된 장선 및 서까래는 최대 길이 12m(40’)까지 생산됩니다.

이러한 지붕의 내력부재에 덮개를 설치함으로써 덮개가 지붕에 작용하는 중력을 지지하는 기능을 가질 뿐만 아니라 복합작용에 의하여 내력부재의 하중저항성능이 향상됩니다.

경골지붕구조는 바람이나 지진에 의한 수평하중의 찌그러짐 효과(racking effect)에 저항하기 위한 격판작용을 할 수 있도록 설계될 수 있습니다.

다른 재료들의 경우와 마찬가지로 경골지붕구조도 경사 또는 평지붕의 형태로 건축될 수 있습니다. 평지붕을 위한 트러스는 배수를 위한 최소한의 경사를 갖도록 제조될 수 있습니다.

서까래 및 장선

서까래와 장선은 수직 지점 위에서 만나는 이음부를 제외하고 연속되어야 하며 서까래 또는 장선 간격의 2배 이상의 나비를 갖는 개구부의 양 측면을 보강하기 위해서는 이중으로 설치되어야 합니다.

지붕 트러스

지붕 트러스는 처짐의 크기가 일정 수준 이하로 제한되도록 설계되어야 합니다. 처짐은 특별히 평지붕의 경우에 더욱 중요하며 평지붕에서 처짐이 증가하면 지붕에 물고임과 이로 인한 하중의 증가가 초래되기 때문입니다.

북미지역 건축법규에서는 주거용 건축에 적용될 수 있는 몇 가지 일반적인 형태의 트러스에 사용되는 목재의 수종에 대하여 경간 및 부재 치수를 수록하고 있습니다. 일반적으로 이러한 경간표는 600mm (2’) 이하의 중심간격으로 배치된 경간 12m (40’) 이하의 지붕 트러스에만 적용됩니다.

지붕 덮개

지붕 덮개는 지붕에 강성을 제공하고 지붕 마감재료의 설치를 위한 바탕의 역할을 수행하며 제재목, 합판 또는 OSB 등이 사용될 수 있습니다. 예비설계의 대략적인 기준값으로 사용할 수 있는 여러 가지 지점 간격에 대하여 요구되는 두께가 다음 표에 수록되어 있습니다. 실체 치수를 구하기 위해서는 필요한 경우에 적설하중에 대해서도 조정되어야 합니다.

지붕 서까래 또는 트러스의 간격과 덮개의 두께

지붕 덮개 서까래 또는 트러스 간격 덥개의 최소 두께
mm in. mm in.
제재목 300 12 17.5 11/16
400 16 17.5 11/16
500 19.2 19 3/4
600 24 19 3/4
합판 측면(edge) 지지 300 12 7.5 9/32
400 16 7.5 9/32
500 19.2 9.5 3/8
600 24 9.5 3/8
측면(edge) 비지지 300 12 7.5 9/32
400 16 9.5 3/8
500 19.2 9.5 3/8
600 24 12.5 1/2
OSB 측면(edge) 지지 300 12 9.5 3/8
400 16 9.5 3/8
500 19.2 11.1 7/16
600 24 11.1 7/16
측면(edge) 비지지 300 12 7.5 9/32
400 16 11.1 7/16
500 19.2 12.7 1./2
600 24 12.7 1/2

비고: 덮개의 두께와 지점 간격은 적용되는 건축법규에 따라서 달라질 수 있습니다. 이 표의 정보는 일반적인 기준값으로 제시된 것이며, 세부적인 정보는 해당지역의 건축법규를 참고하여야 합니다.

제재목 덮개는 모든 끝면이 지지되고 끝면 이음이 엇갈리게 배치되어야 하며 장선이나 서까래에 수직하게 설치되어야 합니다. 아스팔트 슁글이나 빌트업(built-up) 지붕마감을 위해서는 연속으로 설치되어야 하며 목재 슁글의 경우에는 노출되는 슁글의 길이와 같은 거리만큼 간격을 두고 설치될 수 있습니다. 간격을 두고 설치된 목재 슁글의 경우에는 슁글 밑 부분에서 공기의 자유로운 이동이 가능하기 때문에 수분의 축적을 예방할 수 있습니다.

판재 덮개(합판 및 OSB)의 경우에는 판재의 팽윤이 가능하도록 인접한 판재 사이에 6mm (1/4”)의 틈을 두고 판재 표면의 섬유방향이 장선이나 서까래 또는 트러스에 직각이 되도록 설치하여야 합니다. 만약에 서까래 사이에서 판재의 측면부위(edge)가 금속 H-클립이나 턱솔접합(T&G) 또는 서까래 사이에서 골조에 고정된 38x38mm (호칭치수 2”x2”) 이상의 보막이 등에 의하여 지지되는 경우에는 최소 판재 두께를 감소시킬 수 있습니다.

지붕 덮개 위에 설치되는 지붕 마감재

많은 종류의 지붕 마감재들이 경골목구조 지붕구조 위에 설치되었을 때에 만족스러운 성능을 나타내는 것으로 입증되었습니다. 경사지붕의 경우에 가장 널리 시용되는 지붕 마감재료로는 적삼목 슁글 및 쉐이크, 아스팔트 슁글 및 기와 등이 있습니다. 평지붕 및 평지붕에 가까운 경사지붕의 경우에는 빌트업(built-up) 지붕마감이 일반적으로 사용됩니다.