심국보 박사/국립산림과학원

글;심국보 박사/국립산림과학원

 

지난 2월9일 경기도 시흥에서 리히터 규모 3.0의 지진이 발생해 시민들을 불안에 떨게 했다. 정확한 사전 예측이 불가능한 지진이기 때문에 공포는 더 커질 수밖에 없었는데, 최근 지진에 강한 ‘한그린’ 목조주택이 나와 관심을 끌고 있다.

‘한그린’ 목조주택은 국립산림과학원이 개발해 상표등록을 마친 건축물이다. ‘한그린’은 기존의 목조주택과 한옥주택의 장점을 합친 혼합구조로 특히 지진에 강하다. 또 주요 건축 자재를 현장에서 조립 완성하는 프리컷(Pre-Cut) 건축방식을 이용해 비용이 저렴하다는 장점이 있다.
현재 서울시 일반건물 가운데 내진 설계가 된 건물은 많지 않은 것으로 알려지고 있어 서울은 지진 무방비상태라고 할 수도 있다. 이러한 지진의 위험이 경고되는 상황에서 ‘한그린’ 목조주택은 반가운 소식이 되고 있다.

‘한그린’ 목조주택이 지진에 강한 이유는 기둥-보 구조를 기본으로 하는 뼈대 구조와 경골목구조 전단벽체를 합체한 복합구조이기 때문이다. 이 구조는 지진 때문에 생긴 수평하중을 뼈대와 벽체로 분산해 접합강성을 높인 것이다. 또, 기존 한옥이 기둥-보의 접합성을 높이기 위해 무거운 지붕으로 눌렀던 것과 달리 가벼운 지붕을 얹을 수 있어서 지진의 흔들림에 훨씬 유연해졌다.
‘한그린’ 목조주택은 목재를 주택의 구조재와 내장재로 사용해 탄소저장고의 역할이 크다. 또 프리컷 과정을 통해 건축기간을 단축하고 비용을 절감할 수 있을 것으로 기대된다.

 

목조건축이 지진에 강한 이유
목조건축은 주요 구조부재가 목재로 된 건축물이다. 목재는 다른 재료에 비해 무게 대비 강도가 크고 탄성과 충격흡수성능이 좋아 건축재료로 많은 장점을 가지고 있다. 가벼운 건축재료인 목재로 건축하는 목조건축은 다른 재료의 건축물보다 자체 무게가 적다.
지진이 발생하는 경우 지반의 흔들림은 건축물의 무게에 따른 관성에 의해 건축물에 수평하중을 부여하며 건축물이 무거울수록 지진에 의한 수평하중의 크기는 커진다. 따라서 지진이 발생하였을 때 건축물에 가해지는 수평하중의 크기는 가벼운 건축인 목조건축이 철근 콘크리트 등 무거운 건축보다 훨씬 작으므로 구조물에 적은 응력을 가하게 된다.

 

‘한그린’ 목조주택의 장점
국산재의 효율적인 이용을 촉진하며 전통 한옥의 특성을 가진 우수한 품질의 목조주택 보급을 위해 개발한 ‘한그린’ 목조주택은 기둥과 보가 건축재료의 무게 등 고정 수직하중과 눈하중 등 가변 수직하중을 지지하며 목재가 노출되는 아름다운 주택이다.

한옥은 전형적인 기둥-보 구조로, 수평하중에 저항하기 위해 육중한 지붕구조를 이용하여 접합부의 강성을 얻는다. 그러나 접합부 강성의 확보를 위해 육중한 지붕을 사용하는 것은 경제적인 관점에서는 물론 하중지지의 효율성 관점에서도 매우 불리하다.
따라서 한그린 목조주택에서는 수평하중 저항성능을 확보하기 위해 접합부의 강성을 개선하기보다 수평하중 저항성능이 매우 우수한 경골목구조 벽체를 기둥-보 구조와 혼합하여 적용하였으며, 이에 따라 지진에 강한 목조주택이 가능하게 되었다.

 

 

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