[논문]근대 건축물에 사용된 서양식 목조 지붕 트러스의 구조요인 및 기타 영향요인에 관한 연구 - 공공기관이 관리하는 문화재 중 근대건축물 기록을 중심으로 -

이윤희; 유혜란; 권기혁

근대 건축물에 사용된 서양식 목조 지붕 트러스의 구조요인 및 기타 영향요인에 관한 연구 - 공공기관이 관리하는 문화재 중 근대건축물 기록을 중심으로 -
A Study on the Structural and Other Influential Characteristics of Western Timber Roof Truss in Modern Buildings - Focusing the Record of Modern Buildings among the Cultural Assets maintained by Public Institution - 원문보기

건축역사연구 : 한국건축역사학회논문집 = Journal of architectural history, v.20 no.4, 2011년, pp.95 - 114

이윤희 (공주대학교 건축공학과) , 유혜란 (서울시립대학교 건축공학과) , 권기혁 (서울시립대학교 건축학부)

Abstract ▼ AI-Helper

Western style timber roof trusses used as typical roof structures of buildings during a modern period have been developed with the interactions with their facade and functionality. The shapes of trusses and member sizes have been diversely changed by the purposes of architects, historical circumstances, and structural characteristics. For this reason, the change in the shapes of western style timber trusses along the times is one of important technology assets demonstrating the development of their structures during the modern period. Therefore, the purpose of this paper is to find out their structural characteristics throughout parametric analysis of which parameters were determined from the collected and classified documents on western style timber roof structure built in the modern period carefully obtained from public institutions. Results of the parametric analysis are as follows. The number of king-post trusses and modified king-post trusses built between 1920 and 1937 reaches almost half of the total number of truss types investigated. The mean values of their spans, distances, tributary areas, and height are respectively, 10.5m, 2.4m, $24.37m^2$and 3.24m. The cross-section areas of trusses tend to reduce since the city construction law was enacted in 1920. Also, this study found that western architects usually used larger structural members than eastern architects and usages and finishing materials of roof trusses are not always considered as one of the important design parameters.

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

따라서, 본 연구는 우리나라의 근대기 건축에 대한 구조기술사적 작업의 하나로, 근대기에 시공된 트러스 중 공공기관이 관리하는 근대 건축물에 대하여 기록된 각종 자료를 수집ㆍ정리하여 구조적 영향요인 간사이ㆍ간격ㆍ분담면적과 단면적 그리고 높이들의 연대별 변화와 상호관계를 분석하고 구조적 영향요인 이외에 트러스 설계에 영향을 미칠 수 있는 요소들 중 정리된 자료로부터 유의미한 정량적 분석 자료들을 얻을 수 있는 기타 영향요소에 대해서도 분석하여 근대기에 시공된 서양식 트러스의 특징을 도출하여 제시하는 것을 목적으로 한다. 이 연구를 통해 얻어진 자료는 훼손되거나 멸실된 근대기 건축물의 복원공사에 있어 트러스의 원형을 추정하는데 근거로 사용될 수 있을 것이다.
따라서 우리나라 근대기 건축물의 트러스는 다양한 국적의 설계 자이 설계한 것이다. 이러한 배경을 바탕으로 설계자의 국적에 따른 트러스의 특성을 분석해 보려 한다. 총 57건의 분석 대상 중 설계자의 국적별에 따라 분류하면 서양인 11건, 일본인 11건, 중국인 3건과 1945년 이후 등장한 한국인 5건이 있다.

제안 방법

본 연구에서는 두 가지 유형분류를 참고하고, 조사과정에서 나타난 유형을 추가하여 과 같이 트러스의 유형을 분류하였다.
해방과 전쟁으로 인하여 근대 건축물의 자료가 소실되면서 설계자를 알 수 없는 자료가 27건으로 조사대상의 절반에 육박한다. 설계자의 국적에 따른 트러스의 특성을 파악하기 위해 트러스의 구조적 주요 요인인 간사이, 분담면적, 높이를 비교하고 분담면적 변화에 따른 부재단면적의 변화를 비교ㆍ분석한다.
트러스 간사이를 준공연도별로 정리하여 도표화하였다(그림 9). 이 도표에서 두 개의 실선은 평균값에 표준편차의 2배를 더하거나 뺀 값을 표시한 것이다.
한국 근대 건축에 대한 구조기술사적 작업의 시작으로 근대기에 시공된 서양 목조 지붕 트러스 중 공공기관이 관리하는 근대 문화재의 기록화자료를 중심으로 수집ㆍ정리하고 통계적 방법으로 특성을 분석한 결과는 다음과 같다.

대상 데이터

트러스의 특성을 분석하기 위한 자료를 총 145건 수집하였으나 이 중 지붕구조가 트러스인 것은 80건이었다. 80건 중 부재실측이 되어 있지 않아 사용할 수 없는 자료가 23건에 달하여 57건만이 분석대상(별첨자료 참조)이 되었다. 이들 자료 중 한 건의 자료에 서로 다른 유형의 트러스가 사용된 7건을 더한 총 64건의 자료를 분석대상으로 하였다.
본 연구의 시간적 범위는 근대기이다. 근대 기의 시기적 설정⁶⁾에 대해서는 논란의 여지가 있으나 본 연구에서는 개항이 된 시점(1876년)에서 등록문화재의 등록기준인 준공 후 50년을 근거로 혜화동성당이 지어진 1961년까지를 근대기로 설정하여 자료를 수집한다. 자료수집 대상은 공공기관이 관리하는 지정 혹은 등록문화재이지만 관련보고서가 있는 시도지정문화재인 번사창, 서울성공회성당, 진해우체국의 자료도 포함시켰다.
본 연구의 시간적 범위는 근대기이다. 근대 기의 시기적 설정⁶⁾에 대해서는 논란의 여지가 있으나 본 연구에서는 개항이 된 시점(1876년)에서 등록문화재의 등록기준인 준공 후 50년을 근거로 혜화동성당이 지어진 1961년까지를 근대기로 설정하여 자료를 수집한다.
자료수집 대상은 공공기관이 관리하는 지정 혹은 등록문화재이지만 관련보고서가 있는 시도지정문화재인 번사창, 서울성공회성당, 진해우체국의 자료도 포함시켰다. 수집된 자료는 기록화보고서 118건, 사진실측조사보고서 19건, 구조진단보고서 4건, 설계도서 4건이었으며 이 중 트러스를 사용한 건축물은 57%를 차지한다.
이 중 접합부는 간편한 맞춤을 사용하고 철물로 보강하는 방식을 사용함으로 철물의 구조성능이 중요한 요소이나 이에 대한 조사자료가 거의 없어 분석대상에서 제외하였다. <그림 3>은 구 조선은행 군산지점⁷⁾에 사용된 접합부 철물 조사 자료이다.
80건 중 부재실측이 되어 있지 않아 사용할 수 없는 자료가 23건에 달하여 57건만이 분석대상(별첨자료 참조)이 되었다. 이들 자료 중 한 건의 자료에 서로 다른 유형의 트러스가 사용된 7건을 더한 총 64건의 자료를 분석대상으로 하였다. 자료들을 준공연도별로 정리하면 <그림 7>이 되고 트러스 유형별로 분류한 것이 [표 1]이다.
근대 기의 시기적 설정⁶⁾에 대해서는 논란의 여지가 있으나 본 연구에서는 개항이 된 시점(1876년)에서 등록문화재의 등록기준인 준공 후 50년을 근거로 혜화동성당이 지어진 1961년까지를 근대기로 설정하여 자료를 수집한다. 자료수집 대상은 공공기관이 관리하는 지정 혹은 등록문화재이지만 관련보고서가 있는 시도지정문화재인 번사창, 서울성공회성당, 진해우체국의 자료도 포함시켰다. 수집된 자료는 기록화보고서 118건, 사진실측조사보고서 19건, 구조진단보고서 4건, 설계도서 4건이었으며 이 중 트러스를 사용한 건축물은 57%를 차지한다.
주요 부재단면적은 상현재ㆍ하현재 중 최대 단면적과 대공의 단면적을 분석대상으로 하여 에 정리하였다.
트러스의 특성을 분석하기 위한 자료를 총 145건 수집하였으나 이 중 지붕구조가 트러스인 것은 80건이었다. 80건 중 부재실측이 되어 있지 않아 사용할 수 없는 자료가 23건에 달하여 57건만이 분석대상(별첨자료 참조)이 되었다.

성능/효과

1) 트러스의 주요 구조요인으로 설정한 간사이ㆍ간격ㆍ분담면적ㆍ높이의 분석에서 특이 자료는 모두 상한(더한 값)을 초과하는 것으로 나타난다. 각 요인의 평균값은 10.
2) 상현재와 대공의 단면적에 대한 특이자료는 상한을 약간 초과하는 정도였으나, 하현재는 평균값의 3배 이상인 트러스(구례 구 방광국민학교교사, 1946년)와 하한을 초과하는 트러스(수피아여학교 커스티메모리얼홀, 191 1년)가 있다. 전반적으로 시가지건축법이 제정된 1919년을 기점으로 단면적이 40% 정도 감소하며 하현재에서 그 현상이 두드러진다.
3) 설계자에 따른 트러스의 변화는 간사이와 높이에서는 명확치 않다. 분담면적에 있어서는 일본인이 설계한 제일은행 여수지점(55.
3) 트러스는 주로 조적조 건축물의 지붕 구조로 사용되었으나 양풍목조⁴⁾와 철근콘크리트조에도 적용되었다.
4) 용도와 지붕마감 재료에 관한 분석을 통해 용도가 트러스 설계에 미치는 영향은 미미한 것으로 보이고, 지붕마감 재료에 따른 물매의 변화는 마감 재료보다는 지역의 적설량이 더 큰 영향을 주는 것으로 보이지만 절대적인 설계요인은 아닌 것으로 판단한다.
간사이 변화에 있어서 서양인보다 일본인의 간사이 변화 폭이 비교적 크게 나타나고, 중국인의 변화 폭은 작게 나타났다. 수집된 자료 중 가장 큰 간사이 값(20.
이 결과를 볼 때, 지붕물매가 시공지역의 환경과 재료에 따라 어느 정도는 영향을 받지만 이것이 절대적인 설계요인은 아닌 것으로 결론 지을 수 있다.

후속연구

앞으로의 과제는 번사창을 포함한 특이자료들에 대한 역사ㆍ지역 환경 등에 대한 조사와 정밀한 구조해석을 통해 특이성의 원인을 분석하는 연구와 구조적 특성을 나타내는 지표인 부재 접합부에 대한 자료 수집 및 정리ㆍ분석을 해야 한다. 또한 트러스 유형별 평균값을 갖는 트러스와 특이자료를 갖는 트러스에 대하여 그 당시 관점에서의 구조해석과 현재 기준에 따른 해석을 비교하여 ‘구조적 안전율’ 등의 구조설계 개념에 대한 구체적인 연구가 진행되어야 한다.
앞으로의 과제는 번사창을 포함한 특이자료들에 대한 역사ㆍ지역 환경 등에 대한 조사와 정밀한 구조해석을 통해 특이성의 원인을 분석하는 연구와 구조적 특성을 나타내는 지표인 부재 접합부에 대한 자료 수집 및 정리ㆍ분석을 해야 한다. 또한 트러스 유형별 평균값을 갖는 트러스와 특이자료를 갖는 트러스에 대하여 그 당시 관점에서의 구조해석과 현재 기준에 따른 해석을 비교하여 ‘구조적 안전율’ 등의 구조설계 개념에 대한 구체적인 연구가 진행되어야 한다.
따라서, 본 연구는 우리나라의 근대기 건축에 대한 구조기술사적 작업의 하나로, 근대기에 시공된 트러스 중 공공기관이 관리하는 근대 건축물에 대하여 기록된 각종 자료를 수집ㆍ정리하여 구조적 영향요인 간사이ㆍ간격ㆍ분담면적과 단면적 그리고 높이들의 연대별 변화와 상호관계를 분석하고 구조적 영향요인 이외에 트러스 설계에 영향을 미칠 수 있는 요소들 중 정리된 자료로부터 유의미한 정량적 분석 자료들을 얻을 수 있는 기타 영향요소에 대해서도 분석하여 근대기에 시공된 서양식 트러스의 특징을 도출하여 제시하는 것을 목적으로 한다. 이 연구를 통해 얻어진 자료는 훼손되거나 멸실된 근대기 건축물의 복원공사에 있어 트러스의 원형을 추정하는데 근거로 사용될 수 있을 것이다.
본 연구에서 사용되는 트러스 관련용어는 전통 건축물 용어와의 혼동을 막기 위해 그림 2와 같이 정의하여 사용한다. 트러스의 형태에 영향을 주는 요소는 다양하나 본 연구에서는 수집된 자료로부터 분석해낼 수 있는 트러스의 구조적 특징과 기타요소로써 설계자, 용도, 마감재료를 중심으로 분석하고, 환경조건ㆍ발주처ㆍ공간구성 등의 자료가 부족하거나 정량적 분석이 어려운 요소들은 다루지 않는다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	서양식 목조 지붕을 말하는 트러스는 접합부의 단순화(보강철물의 사용), 단일 부재가 아닌 연결ㆍ집성부재의 사용, 지붕과 하부구조의 분리로 하부 평면계획의 자유도를 높여주는 장점을 가지고 있지만1), 건물 전체가 일체화되지 않는 약점을 가지고 있다. 그렇다면, 우리나라에 지붕 구조용 트러스가 최초로 사용된 곳은 어디인가?	우리나라에 지붕 구조용 트러스가 최초로 사용된 곳은 중국을 다녀온 영선사2) 일행이 1884년 준공한 화약제조공장인 번사창으로 추정된다.3) 트러스는 주로 조적조 건축물의 지붕 구조로 사용되었으나 양풍목조4)와 철근콘크리트조에도 적용되었다.
	우리나라 건축물의 지붕 구조 방식을 혁명적으로 변화시킨 것은 무엇이었는가?	우리나라 전통 건축물의 지붕구조는 오랜 세월동안 변화되어 왔지만 역학적으로는 역사 시대부터 조선시대까지 대들보와 대공으로 지붕 하중을 기둥에 전달하는 대량식 구조방식으로 이어져왔다. 우리나라 건축물의 지붕 구조 방식을 혁명적으로 변화시킨 것은 서구와 일본에 대한 문호개방이다. 문호개방 이후에 서구문물이 일본을 통해 또는 서구에서 직접 유입되고 이와 함께 건축 문화 역시 일본과 서구 열강으로부터 유입된다.
	새롭게 유입되기 시작한 건축 방식은 외향적인 변화와 함께, 무엇을 조선에 보급하였는가?	문호개방 이후에 서구문물이 일본을 통해 또는 서구에서 직접 유입되고 이와 함께 건축 문화 역시 일본과 서구 열강으로부터 유입된다. 새롭게 유입되기 시작한 건축 방식은 외향적인 변화와 함께, 종래의 전통적 지붕 구조 방식인 대량식 구조와는 다른 역학적 개념을 조선에 보급한다. 전통적 방식은 보와 기둥, 보와 동자주 등을 결구시킨 사각공간으로 지붕하중을 기초에 전달하지만, 서구 양식은 지붕하중을 벽체 또는 기둥 위에 삼각형 공간을 기본 공간구조로 하는 트러스를 얹어 기초에 전달하는 방식이 주로 사용된다.

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저자의 다른 논문 :

표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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