PDF 다운로드

래프터타이(Rafter Tie)와 칼라타이 (Collar Tie)

캐나다우드 한국사무소 QS팀

경골목구조 지붕-천장을 구성하는 부재 중 Rafter Tie와 Collar Tie는 “조름보”라고 구분 없이 통칭하여 부르곤 있지만, 실제 서로 다른 구조적인 역할을 수행한다. 하지만 그 동안 이들 부재들의 역할과 설치에 대한 모호한 규정으로 인해 설계와 시공에서 혼란과 오해가 있어, 이에 대해 가장 구체적으로 규정하고 있는 미국의International Residential Code (IRC)의 내용을 소개한다.

일반적으로 경골목구조 건축물의 시공과 설계에 사용되는 서까래 경간표는 천장장선이 설치되거나 또는 구조내력상 유효한 방법으로 보강한 경우를 전제로 하고 있다. 이는 IRC 뿐만 아니라 건축구조기준(0807.5 지붕 및 천장)에도 천장장선이 설치되거나 또는 구조내력상 유효한 방법으로 보강한 경우를 제외하고는 조름보가 구조내력상 유효하게 설치되어야 한다고 규정하고 있다. 하지만 여기서 구조내력상 유효한 조름보는 우리가 흔히 알고 있는 지붕 공간 상단에 설치된 Collar Tie가 아니라 지붕 공간 하단에 설치되는 Rafter Tie를 의미한다.

그림 1에서 보듯이 지붕 용마루가 보 구조가 아닌 마루대인 경우, 지붕 공간 상단에 설치된 Collar Tie는 일반적으로 알고 있는 것과는 달리 구조 내력상 유효한 조름보로서 역할을 수행하지 못해, 그림 2에서 보듯이 지붕하중에 의해 벽체가 벌어지는 것을 막지 못한다.

  • tech5_img_1

    그림 1. 마루대(Ridge Board)는 서까래를 고정하는 역할을 하는 비구조용 부재이다. 지붕 구조는 천장장선 또는 조름보가 없이는 불안정하다. (특히 이 경우의 조름보는 지붕 공간 하단에 설치하는Rafter Tie이어야 한다.)

  • tech5_img_2

    그림 2. 지붕의 고정하중과 이에 작용하는 하중에 의해 지붕 구조는 처지게 되어 서까래가 벽체를 밀어내 벌어지게 된다. 지붕 공간 상단에 설치된 조름보인 Collar Tie로는 이를 효과적으로 방지하지 못한다.

조름보의 잘못된 시공은 처진 지붕 용마루선이 발생하게 되는 원인이며 심각한 구조적 문제를 야기할 수 있다.

IRC 제8장 지붕-천장 구조(Roof -Ceiling Construction)에서 천장장선과 서까래가 벽체 상단에서 결합되지 않았을 경우 또는 천장장선과 서까래가 같은 방향이 아닐 경우 Rafter Tie를 설치하여야 한다는 것과, Rafter Tie 부재의 규격은 최소 2X4 로 벽체 상단에서 서까래와 결합되거나 지붕 공간 하단 1/3내에 설치되어야 한다고 규정하고 있다.

일반적 목조주택에서 서까래와 천장장선이 같은 방향인 경우, 천장장선이 Rafter Tie의 역할을 하며, 서까래와 천장장선 또는 서까래와 Rafter Tie가 서로 연결되면 삼각형의 안정된 구조를 형성하게 된다 (그림 3, 4). 만약 Rafter Tie가 위와 같은 관련 규정과 다르게 설치될 경우에는 반드시 구조 계산에 의해 안전하게 설계하여야 한다.

  • tech5_img_3

    그림 3. 일반적인 경우 천장장선이 Rafter Tie의 역할을 수행한다. Rafter Tie는 지붕 공간의 하단 1/3 사이에 설치되어야 제 기능을 발휘하게 된다.

  • tech5_img_4

    그림 4. 천장장선과 서까래가 서로 평행하지 않을 경우에는 천장장선 바로 위에 Rafter Tie를 설치하여야 하고, 마찬가지로 지붕 공간 하단 1/3 사이에 설치하여야 한다.

Collar Tie는 지붕 공간 상단 1/3 사이에 설치되는 부재로, 그 역할은 바람에 의해 지붕에 발생되는 부력에 의해 서까래가 뜨는(uplift)것에 대해 저항하기 위한 것이며, 부재의 규격은 최소 19 mm X 89mm (1” X 4”) 이며 간격은 최대1220 mm (4 ft)이다. (그림 5 참조)

그리고 천장장선 또는 Rafter Tie가 설치되지 않은 지붕-천장 구조의 경우 용마루에 마루대가 아니라 구조 계산에 의해 설계된 마루보(Ridge Beam)를 설치하는 방법과 벽으로 용마루를 지지하는 방법이 있다. (그림 6참조)

  • tech5_img_5

    그림 5. 지붕은 바람이 불 경우 부력이 발생하게 된다. Collar Tie는 바람에 의해 발생하는 부력에 의해 지붕 서까래가 들리는 것을 방지하는 역할을 하는 부재이다.

  • tech5_img_6

    그림 6. 천장장선 또는 Rafter Tie가 설치되지 않은 경우 용마루를 보 구조로 설계한다.

*본 내용은 2009년 판 International Residential Code 제8장 지붕 -천장구조(Roof -Ceiling Construction)에 준거하여 작성 되었다.