POINT :  중목구조의 보는 수직하중을 기둥에 전달하는 역활을 하는데 그 수직하중으로 인해 보가 처지는 것을 막아야 한다. 또한, 내벽력에 맞닿은 보나 외벽에 접한 보는 횡력을 받기 때문에 주의해야 한다.  

 

 

  1. 보 단면 치수는 처짐에 의해 결정.

보는 지붕과 바닥의 수직하중에 저항하며 그 힘을 기둥에 전달하는 역할을 한다. 보의 양쪽 단면이 기둥에 고정된 경우 수직하중을 받으면 가운데 부분이 처지게 되므로 이 처짐을 최소한으로 억제할 필요가 있다. 건축기준법에서는 처짐량÷스팬이 1/250이하 및 10mm 이하(=순간 처짐이 1/500 및 5mm이하) 임을 확인하게 되어 있다.

보 처짐을 방지하기 위해서는 보의 높이가 중요하다. 같은 하중을 받고 스팬이 같을 경우 보의 높이가 클수록 보의 처짐량도 적기 때문이다. 일반적으로 단독주택에서는 150~350mm 정도의 높이를 가진 목재를 보로 사용한다.

 

  1. 특별 보강이 필요한 보

상층 내력벽이 세워지는 보는 횡력을 받는다. 내력벽의 아래쪽에는 인장력과 압축력이 발생하기 되며, 이 힘은 바닥보에 전달되므로 보가 변형되게 되는 것이다. 변형이 커지면 결과적으로는 내력벽이 회전하게 되므로, 횡력에 저항할 수 없게 된다. 이 경우에는 보 높이를 높이는 등의 대책이 필요하다.

외벽면의 보는 풍압력도 받게 된다. 이때 오픈천장 등으로 바닥이 없으면 그 보가 풍압력에 의한 횡력에 견뎌내야 한다. 풍압력은 수평방향의 횡력이므로 수직하중과는 달리 보 높이보다는 보의 폭을 크게 하는 것이 효과적이다.

마지막으로 돌출형 발코니에 많이 사용되는 켄틸레버 보에 대해 살펴보고자 한다. 한쪽 부분만 기둥에 고정된 켄틸레버보는 일반 보에 비해 끝부분의 처짐량이 크다. 최대 처짐량이 10배에 가까운 수치가 나타나기도 한다. 그래서 돌출 부분의 길이는 신중하게 검토할 필요가 있다. 예를 들어 표준적인 중량의 발코니를 생각한다면 (200kg/㎡), 적정길이의 기준은 보의 단면 치수가 105mm 각 정도의 경우, 910mm 간격으로 배치했을 때  910mm 정도가 된다.

 

① 보의 역할

 

수직하중은 보의 가운데에 작용한다. 그래서 그 힘이 좌우로 나뉘어 양쪽 기둥에 전달된다. 이때 보의 중앙 부분이 처지게 되므로 이 처짐량을 줄여야 한다.

 

 

 

② 수직하중과 보의 높이

 

보가 처지는 것을 방지하기 위해서는 보 높이를 키우는 것이 효과적이다. 보 높이는 구조계산으로 구하는 방법도 있으나, 스팬(기둥의 간격)에 맞는 보 높이의 치수표를 보고 결정하는 경우가 대부분이다.

 

 

 

 

③ 내력벽이 세워지는 보

 

 

 

내력벽은 횡력을 받으면 전단변형을 일으킨다. 이 때 보의 끝부분에는 인장력과 압축력이 발생하므로 보도 함께 변형된다. 이 상태에서는 내력벽과 보의 내력이 떨어지므로 보 높이를 크게 하는 등 변형을 막을 필요가 있다.

 

④ 가새 내력벽 (더블)

 

외벽(개구부)의 보는 풍압력을 받으므로 보가 휘어질 염려가 있다. 휨을 막기 위해서는 보의 높이나 보 폭을 크게 한다. 풍압력의 방향에 맞춰 보 쪽을 키우는 것이 효과적이다.

 

⑤ 켄틸레버 보

 

발코니 등의 켄틸레버 보는 일반 보에 비해 끝부분이 처지기 쉽다. 이러한 처짐을 막기 위해서는 돌출되는 길이를 억제하면서 보 높이를 키울 필요가 있다.

 

 

 

출처: 중목구조 입문 <The Introduction of Wooden Post & Beam>, 미야자키현, 2016.03