목조 건축

벽의 설계

벽의 설계

경골구조의 벽은 스터드라고 불리는 수직부재와 상하부의 수평 깔도리 그리고 골조부재에 부착되는 덮개재로 구성됩니다.

벽은 비내력벽(칸막이벽)이나 내력벽(외벽 및 실내 내력벽)으로 설계될 수 있습니다.

경골조 벽이 수평하중에 저항하도록 설계되는 경우에 이를 전단벽이라고 하며, 전단벽은 건축물에 작용하는 풍하중이나 지진하중을 저항하는데 이용됩니다.

목재 장선은 일반적으로 규격재의 길이 제한 범위 내의 경간에 대하여 주거용 및 상업용 건축물에서 사용됩니다. 경간 및 하중 요건에 따라서 공장에서 제조된 목재 I형 장선이나 트러스가 바닥이나 지붕구조에 사용되는 경우에 벽과 바닥 및 벽과 지붕 사이에는 기본적으로 규격재 장선이 사용되는 경우와 기본적으로 동일한 접합이 적용됩니다.

실내 내력벽은 보 또는 벽에 의하여 직접 지지를 받아야 하지만 장선이나 기타 지점이 하중을 지지할 수 있도록 특별히 설계된 경우에는 어느 곳에나 위치할 수 있습니다.

비내력벽을 바닥장선에 직각 방향으로 설치하는 경우에는 어느 위치에나 설치할 수 있으나 바닥장선에 평행하게 설치하는 경우에는 해당 비내력벽이 하부의 장선이나 또는 장선 사이의 보막이에 의하여 지지되어야 합니다.

덮개재는 벽 골조와 기초구조 사이의 접합을 경고하게 하기 위하여 일반적으로 토대 밑면으로부터 시작하여 설치합니다.

바람이나 지진으로 인한 상향력이 중요한 고려요소인 경우에는 못뽑기 하중을 받는 경사못 접합부의 제한된 효율성 때문에 장선 부분까지 이어지는 인장 접합부(인장띠쇠 등)가 필요할 수도 있습니다.

벽의 깔도리

벽의 깔도리는 스터드의 상부 및 하부에 설치되어 스터드로 전달되거나 또는 스터드로부터 전달되는 수직하중을 분산시키기 위한 넓은 지압면적을 제공하게 됩니다. 깔도리들은 일반적으로 스터드와 동일한 나비와 38mm( 호칭치수 2”)의 두께입니다.

층식건축공법에서는 벽의 스터드가 층과 층 사이에 연속되지 않기 때문에 큰 규모의 건축물에서는 수평하중으로 인하여 발생하는 상향력에 대한 고정을 위하여 홀드다운(hold-down) 장치가 필요할 수도 있다.

벽을 바닥에 고정시키는 세 가지 방법이 있습니다:

  • 합판이나 OSB 덮개재료를 바닥골조 부분까지 확장하여 못이나 꺽쇠로 바닥골조에 고정하는 방법. 이 경우에 장선이나 헤더에는 건조된 목재를 사용하여 제재목의 과도한 수축으로 인한 덮개재료의 죄굴을 방지하여야 합니다.
  • 구조의 고정을 위하여 법규의 요건에 따라서 치수가 결정되는 아연도금 금속 띠쇠(strip)를 바닥구조 상하부의 수직부재에 못으로 고정합니다.
  • 큰 하중이 작용하는 위치에는 볼트와 접합철물을 사용합니다.
  • 윗깔도리는 최소한 38mm(호칭치수 2”)가 되어야 한다. 비내력벽이나 집중하중이 이를 지지하는 스터드로부터 50mm(2”) 이내의 위치에 작용하는 내력벽의 경우에는 단일 윗깔도리가 사용될 수 있습니다. 그 외의 모든 경우에는 이중 윗깔도리가 사용되어야 합니다. 서로 직교하는 벽들은 엇갈리게 설치되는 윗깔도리 또는 금속 이음판에 의하여 상호 유기적으로 연결되어야 합니다. 이중깔도리는 사로 못으로 접합되어야 하며 이음부는 스터드 사이의 간격 이상의 거리를 갖도록 엇갈리게 설치되어야 합니다.

주거용 건축물에서는 38x89mm(호칭치수 2”x4”)에 비교해 단열재 설치를 위한 추가적인 공간이 제공된다는 점 때문에 38x140mm(호칭치수 2”x6”)를 사용하는 경향으로 발전하고 있습니다.

더 무거운 하중을 지지하는 건축물에서는 스터드가 축하중 및 휨하중을 동시에 지지할 수 있도록 설계되어야 합니다. 상업용 건물에서는 길이 및 하중의 크기에 따라서 두께 38mm에 나비 184, 235 또는 286mm(호칭치수 8”, 10” 또는 12”)의 스터드가 사용될 수 있습니다. 이들 치수의 수직부재들은 스터드 등급으로는 구할 수 없으며 2등급이 사용되어야 합니다.

높이가 높은 벽의 경우에는 때때로 공장에서 제조된 목재 I형 장선을 수직으로 설치하여 벽 스터드로 사용하기도 합니다.

개구부 부위를 제외하고 스터드가 충분한 강도를 나타내기 위해서는 층 높이에 걸쳐서 하나의 연속적 부재로 설치되어야 합니다.

중간 정도의 하중이 요구되는 용도의 건물에 대한 예비설계의 기준값으로 제시할 수 있는 스터드의 간격 및 덮개재의 두께는 다음 표에 주어진 바와 같습니다.

벽 구조를 위한 전형적인 스터드의 간격 및 덮개재의 두께

벽 덮개재료 스터드 간격 재료의 최소 두께
mm in. mm in.
제재목 400 16 17.0 11/16
600 24 17.0 11/16
합판 400 16 6.0 1/4
600 24 7.5 9/32
OSB 400 16 6.35 1/4
600 24 7.9 5/16

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

인방

인방(또는 헤더)은 창문, 문 또는 다른 개구부 상부에 수평으로 설치되어 개구부 윗부분으로부터 전달되는 하중을 인접한 스터드에 전달하는 역할을 수행하는 보를 말합니다.

내력벽에서 인방(또는 헤더)으로는 스터드와 동일한 나비의 구조용재를 사용하거나 또는 2개 이상의 38mm(호칭치수 2”) 두께의 목재를 좁은 측면이 상하로 가도록 위치시키고 그 사이사이에 상인방을 스터드와 같은 나비가 되도록 두께를 조절하기 위한 두께조절용 부재를 끼우고 못으로 접합시킨 조립보를 사용할 수 있습니다.

더 큰 개구부 및 하중의 경우에는 치수에 비하여 높은 강도가 필요하기 때문에 평행적층재(PSL), 단판적층재(LVL) 또는 집성재를 사용하는 것이 바람직할 수도 있습니다.