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| ↑↑ 신영식 양산대학교 건축디자인과 교수 | ||
| ⓒ 양산시민신문 |
그 후 산업혁명으로 인하여 시골에서 이동한 사람들이 많아지면서 점점 더 높은 건물들이 세워져 도시가 출현하게 되었다. 건물의 목적은 하나의 기능을 수행하는데 있다. 대부분의 건물은 기능별로 구획되어 있으며서로 연결되는 공간창조에 의해 자연의 날씨로부터 사람을 보호한다. 벽체에 의해 건물의 내외부 공간이 구획되었고, 벽체의 조명과 환기를 위해 창문을, 사람의 출입을 위해 문을 설치해야 하며 비나 눈의 침입을 방지하기 위해 지붕이 설치된다. 사람의 신체에 비유하면 건물의 기능구획은 사람의 피부라고 말할 수 있다.
건축구조는 기둥, 보, 바닥으로 이루어져 건물을 안전하게 함으로써 앞서 언급한 건물의 기능수행을 보증한다. 텐트를 지탱하여 주는 폴과 로프에 해당하는 구조는 신체를 지탱하고 있는 뼈대라고 할 수 있다. 과거에는 건축구조물이 시행착오법인 재래식 방법으로 세워졌다.
건축가들은 새로운 건물을 지으면서 균열이나 붕괴 등의 실패를 통하여 경험을 쌓아 조금씩 발전시킬 수 있었다. 오늘날의 구조물은 수학 및 물리학 이론에 의하며 20세기 이후의 고층건물이나 대공간구조물을 세울 수 있는 바탕이 되고 있다. 여기에 컴퓨터를 활용하여 기하학적으로 어려운 형상과 복잡한 계산이 가능하게 되었다.
건축구조물의 안전을 위협할 수 있는 하중에는 어떤 것이 있을까? 건물의 수평방향으로 작용하는 지진, 바람이 여기에 해당되며, 건물의 수직방향으로는 중력에 해당하는 고정하중(자중)과 사람이나 물건의 무게인 적재하중으로 나눌 수 있다.
고정하중에 비하여 적재하중은 이동이 가능하여 시간에 따라 변하는 것이다. 또한 지진하중 및 풍하중은 단기간에 건물에 작용하는 특성이 있으며, 지역에 따라 수십년의 주기로 나타나는 최대값을 기준으로 적용하는 하중이다. 그 외에도 토압이나 수압, 적설하중 등이 고려된다. 이러한 하중에 대하여 안전하면서도 경제적인 건물이 되도록 하는 것이 건축구조의 목적이다.
현재까지 축조되고 있는 건축구조시스템 중에서 천년이상 지속되어 온 대표적인 시스템으로는 조적조, 라멘구조, 돔(dome)이 있다.
조적조는 개개의 재료를 모르타르 등의 교착재에 의해 쌓아서 만든 구조이다. 따라서 줄눈이 되는 점토나 모르타르의 강도가 건물의 성능을 결정하게 된다. 손쉽게 축조할 수 있으나 지진이나 태풍의 수평력에 대해서는 취약하여 저층건물에 많이 사용한다. 기원전 약 2천500년에 지어진 기자의 피라미드는 최고 수준의 석조건축물이라 할 수 있다.
라멘구조는 보와 기둥을 일체로 시공하는 철근콘크리트구조와 공장에서 제작하여 보-기둥 접합부를 현장에서 접합하는 철골구조가 있다. 풍하중 및 지진하중에 강하며, 내구성 및 강성이 크며, 철근콘크리트는 내화성을 지닌다. 라멘구조의 역사는 기원전 438년 그리스에 지어진 파르테논신전에서 찾아볼 수 있다. 원주 위에 재목을 쌓은 것처럼 대리석보를 걸치는 ‘기둥-보’ 골조가 구조의 기본이다. 그 원형은 영국의 스톤헨지 등의 거석 건조물에서도 볼 수 있다. 고층 건축이 가능한 라멘구조는 19세기 초, 철과 콘크리트가 등장하면서 오늘에 이르기까지 발전을 거듭하고 있다.
돔의 역사는 로마의 판테온에서 시작된다. 1세기에 모르타르에 화산재를 섞은 로만콘크리트가 개발되고 벽돌을 거푸집으로 사용한 콘크리트가 판테온을 탄생시켰다. 직경 43m의 돌로 이루어진 돔은 19세기 런던의 수정궁에서 현대의 강재로 축조된 돔이 출현하기까지 그 크기에 있어서 타의 추종을 불허했다. 현대의 경기장에 적용되고 있는, 풍선원리의 공기막구조에 이르기까지 돔구조는 발전하고 있다.
우리는 구조시스템을 통하여 현대의 건축물들이 수직적인 고층화와 수평적으로 확장되는 형태로 발전하고 있음을 알 수 있다. 건축구조는 이러한 발전을 가능하게 하며 건축의 기능과 미를 유지함과 동시에 안전을 보증하는 건축의 구성요소이다.
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