[한국목재신문=한국목재신문 편집국]

구조 성능 확보는 가장 기본적인 못박기로부터

박정로 연구소장/공학 박사.

국내 목조주택의 대부분의 구조 형식을 차지하고 있는 경골목구조(또는 경량목구조, Light wood framing, conventional woodframing)는 벽체 구조(Wall framing), 바닥 구조(Floor framing), 지붕 구조(Roof framing) 등의 조합으로 하여 벽식구조로 구성된 형식을 말한다. 구현 된다. 그중 벽체 구조는 2″×4″(실제치수 38 ×89㎜) 또는 2″×6″(실제치수 38×140㎜) 등의 스터드(Stud, 샛기둥)를 일정한 등 간격으로 벽체를 구성된다. 이러한 경골목구조 벽체는 설계자 또는 시공자의 계획이나 지역별 단열기준에 따라, 스터드 사이즈를 2″ x6″(실제치수 38×140㎜) 또는 2″x8″(실제 치수 38×184㎜)로 구성하기도 한다.

그림 1. 일반적인 경골목구조 벽체 모습.

경골목구조의 벽체는 수직 하중(고정 하중, 활하중, 적설하중 등)과 수평 하중(풍하중, 지진하중 등)을 지지하거나, 저항하게 되는 구조이며, 어떠한 하중을 지지하거나, 저항하는지에 따라, 전단벽(Shear wall), 내력벽(Bearing wall), 비내력벽(Nonbearing wall) 등으로 나누어지게 된다.

전단벽은 목구조 벽체 골조에 구조용 목질판재 덮개(구조용 OSB 등)를 설치하여 수평하중을 지지하는 벽체를 말하며, 바닥장선, 서까래 등의 하중을 지지하는 지에 따라, 전단벽+내력벽일 수도 있다. 내력벽은 목구조 벽체 중에서 수직하중을 지지하는 벽체이며, 바닥장선, 서까래 등의 하중을 지지하는 벽체를 말한다. 비내력벽은 수직 및 수평하중은 지지하지 않으며, 공간을 구분하는 역할만 하는 칸막이벽으로, 바닥장선, 서까래 등의 하중을 지지하지 않는 벽체를 말한다. 이중 전단벽은 바람이나 지진에 저항하기 위한 벽체로 건축물이 뒤틀 리는 Racking 현상(그림 2와 그림 3 참조) 을 방지하기 위한 벽체이다.

그림 2. 경골목구조 벽체의 Racking 현상.
그림 3. 벽체의 Racking 현상 사례.

전단벽을 구성하는 방법에는 다양한 방법들(구조용 목질판재, 가새 등)이 있으며 (International Residential Code(2018)에 따르면, 전단벽은 ① 25㎜×102㎜(1″×4″) 가새, ② 목재보드, ③구조용목질판재, ④ 화이버보드 덮개 패널, ⑤ 석고보드 덮개, ⑥ 파티클보드 덮개, ⑦ 포틀랜드 시멘트 회벽, ⑧ 하드보드 패널 사이딩으로 구성하는 방법이 있음), 국내 경골목구조 현장에서는 주로 구조용 OSB와 못박기(nailing)를 이용하여 전단벽을 구성하고 있다.

그림 4. 하나의 시스템으로 구성된 전단벽의 테스트 모습. <출처: American Wood Council>

국내 목구조 기준의 경우, 북미 기준을 참고하여 제정되었으며, 북미의 전단벽 성능은 구조용 OSB 자재만의 구조 성능이 아닌, 실제 구조용 OSB를 벽체 스터드에 못으로 박아, 하나의 시스템으로 벽체를 구성한 자료를 활용한다(그림 4 참조). 그렇기 때문에 하나의 벽체 시스템으로써 검증된 구조용 OSB 자재를 사용하는 것이 매우 중요하다. 하지만 최근 현장에서는 자재수급이 어렵고, 자재비용에 대한 부담으로 인해 북미산 뿐만 아니라, 유럽산, 동남아산, 중국산 등의 구조용 OSB를 현장에서 사용 하고 있다. 이러한 상황에서 제대로 된 구조적인 성능을 확보하기 위해 하나의 벽체 시스템으로써 검증된 자재를 사용해야 하지 않을까 생각된다.

전단벽에서 중요한 것은 벽체 스터드와의 못박기이며, 구조도면에 따라 못박기 간격을 준수하여 못을 박는 것과 못 자체를 제대로 박는 것이 매우 중요하다. 일반적인 경골목구조 전단벽의 구조용 OSB 끝면 못박기 간격은 150㎜(6인치) 간격이며, 구조설계에 따라, 100㎜(4인치) 간격으로 못박기(Nailing) 간격이 요구되기도 한다(그림 5 참조). 또한, 전단벽 못박기는 구조용 OSB와 스터드가 일체화되도록 못을 제대로 박는 것이 중요하지만, 일부 현장에서는 스터드에 못이 제대로 박히지 않고 구조용 OSB에만 박히거나, 못 자체가 깊이 박힌 오시공 사례들이 발생하고 있다.

그림 5. 구조도면의 전단벽(Shear Wall) 구성 예시.

최근에는 목조주택을 지으려는 건축주 분들의 지적 수준이 높아졌지만, 아무래도 구조도면을 보고, 구조에 대한 감리를 자체적으로 할 수 있는 건축주들은 많지 않을 것이다. 이러한 상황에서 보다 손쉽게 건축주가 목조주택의 기본적인 구조 성능을 체크하기 위한 방법 중의 하나가 바로 전단벽 못박기다. 줄자를 활용하여 체크해볼 수도 있고, 간단하게 손가락을 이용하여 간격을 개략적으로 확인해볼 수 있다(그림 6 참조). 또한, 목구조 골조 안쪽 면에서 벽체 스터드와 벽덮개 간의 못박기가 제대로 되어 있는지도 확인해볼 수 있다. 다음 사진은 못박기가 제대로 되지 않은 실제 감리 현장의 모습이다(그림 7 참조).

그림 6 구조도면에 따른 전단벽 못박기 점검 모습.
그림 7 전단벽 못박기 오시공 사례.

앞서 연재한 공업화 목조건축에서는 이러한 벽체의 못박기를 현장보다 작업 여건이 안정된 공장에서 진행하고, 업체에 따라 서는 자동화된 못박기 기계를 활용하기 때문에, 벽체 골조에 대한 품질을 향상시킬 수 있다. 이로 인해 현장에서 시공하는 것보다 훨씬 고품질의 벽골조가 현장에 반입될 수 있을 것이다.

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