헤더의 처짐 방지
소규모건축구조기준으로 설계하는 개구부 헤더는 구조계산을 하지 않고 간단한 표를 찾아 적용하면 됩니다. 이 표를 적용하기 위해서는 건축물이 위치하고 있는 지역의 기본적설하중의 크기와 전단벽의 간격 그리고 해더에 사용되는 투바이구조재의 치수와 구조재의 갯수를 참고하여야 합니다. 그러나 현장에서는 큰 개구부나 1-2층의 동일한 위치의 연속된 창호개구부에서는 여전히 과다처짐과 찌그러짐에 의한 하자가 빈번하게 일어나고 있습니다.
오늘은 하자현장에서 파악한 원인을 살펴보고 이를 방지하기 위한 구조기준의 적용방법을 알아보도록 합니다
의외로 상당수의 현장 시공자들이 헤더의 조견표를 이해하지 못하고 자신의 경험에 의해 시공하고 있는 점들을 알 수 있습니다.
우리나라의 소규모건축기준에서 제공하는 헤더의 형태는 위 그림과 같은 조립보와 글루램 집성재만을 제공하고 있습니다. 표에서는 구조재의 갯수를 부재수로 표현하고 있습니다.
이 표를 적용하여 투바이구조재의 치수를 정하려면 첫번째로 건축하고자 하는 지역의 지상적설하중을 알아야합니다. 지상적설하중은 KDS 41 12 00 설계하중의 4.2절 규정에 있는 아래의 지도를 참고하여야 합니다.
두번째 고려사항은 전단벽끼리의 간격입니다. 현장에서 가장 오류를 범하는 부분중 하나인데 구조도면이나 구조계산서를 보지 않고 경험에 의한 시공을 하다보니 의외로 내가 짓는 건물의 벽이 전단벽에 해당하는지를 모르는 경우가 많습니다. 꼭 구조관련 도면에 전단벽을 표시해야 하며 도면과 구조계산서를 볼 줄 아는 시공자가 현장에 있어야 합니다.
전단벽 사이 거리를 알았다면 그 다음 세번째는 시공을 하여야 할 개구부의 내층 순경간에 맞는 부재수와 구조재의 크기를 정하면 됩니다. 여기서 주의할 점은 해당하는 헤더가 외벽에 위치해 있는지 층과 내벽인지 외벽인지를 고려해야 합니다. 헤더경간표는 내벽과 외벽, 글루램과 조립부재별로 표를 제공하고 있습니다. 필요하신분은 찾아보시기 바랍니다.
※ 참고사항
우리나라의 소규모건축기준에 해당하는 미국의 IRC 규정에 있는 헤더의 형상과 내벽에 시공 가능한 박스형 조립보를 참고하셔도 좋습니다. 아래그림은 IRC 2024 Chapter 6 wall의 내용입니다. 우리나라에 없는 규정은 IRC 규정을 참고하시면 많은 도움이 됩니다.
2. 하중의 흐름을 파악할줄 알아야 합니다.
외벽에 위치한 개구부의 헤더는 지붕과 상부에서 내려오는 수직하중이 흐르는 주요 통로 역할을 해야 합니다. 이를 최대한 줄이려면 1-2층의 스터드의 수직방향의 축선을 일치시키고 림보드(Rim)와 개구부 주변의 스터드를 보강하도록 하면 도움이 됩니다.
경험적 시공에서 해결할 수 없는 중요한 헤더의 기능은 지진이나 바람에 의한 수평하중의 전달 기능입니다. 이 기능을 하는 부재들을 수집재(컬렉터)나 스트럿이라고 표현합니다. 경골목구조는 전단벽구조라는 것을 말하면서도 정작 전단벽과 전단벽 사이의 힘의 흐름을 생각하지 못합니다. 지진은 잘 발생하지 않지만 태풍은 매년 몇차례씩 발생하여 건축물에 영향을 미치고 있습니다. 헤더는 전단벽사이의 수평하중을 전달하는 매개체로써 수직하중의 보의 역할을 수평하중에서도 해야 합니다. 창문이 잘 닫히지 않다거나 삐틀러져 있고 뒤틀려 있다면 이 부분을 의심하여야 합니다.
3. 소규모기준에 적합한지 여부의 확인
소규모건축구조기준은 아주 제한적인 건축물에만 적용됩니다. 위 그림에는 여러가지 경우를 표현해 놓았지만 현재 설계하는 건축물이 이 기준내에 있는지,, 비정형에 해당하는지의 판단 기준을 설계자가 제시해야 합니다. 이는 구조도면과 구조계산서를 보고 판단하여야 하기 때문에 현장에서 건축도면과 경간표로 레이아웃하여 시공하는 관습에서는 이 부분을 필터링 할 수 없습니다. 설계자의 능력과 도면 작성 그리고 도면에 의한 시공이 얼마나 하자와 직결되어 있는지 이제는 알아야 할 때입니다. 답은 현장에 있습니다.
