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1. 철골 기둥 방향이 정해 진 경우
2. 구조계획을 하면서 철골 기둥 방향을 정해야 하는 경우

1. 코너기둥
2. 외벽면에 배치되는 기둥
3. 내부에 배치되는 기둥

1. 코너의 기둥 (A) 은 하중을 많이 받는 보 (긴 보) 가 걸쳐진 방향이 강축방향이 되어야 한다. 위 그림에서는 좌우 방향이 상하방향보다 긴 보가 걸쳐지므로 (강축방향) H 형태가 되도록 기둥이 배치 되어야 한다. 
2. 외벽면에 배치되는 기둥 (B, C) 의 방향을 결정하는 기준은 이렇게 생각하자. 하중을 많이 받는 긴 보가 걸쳐진 방향으로 강축방향이 되도록 기둥을 배치하는 경우는 기둥의 4면에 보가 배치되어 균형을 이루고 있을 경우이다. 따라서 외측기둥의 경우는 이 기준이 적용 되지 않는다. 한 면에 보가 필연적으로 배치되지 않기 때문. 즉, 기둥을 중심으로 보 배치가 불균형을 이루고 있을 때는 안정적이지 못한 방향으로 기둥의 강축방향을 배치하는 것이 우선이다.
   따라서 B 기둥의 경우 좌우측에 대칭으로 보가 체결되어 있으므로 안정적인 반면 상하 방향으로는 외측 (그림에서 위쪽방향) 으로는 보가 없고 내측 (그림에서 아래쪽 방향) 으로는 보가 체결되어 균형을 이루고 있지 못하여 불안정 하다. 따라서 기둥은 불안정한 방향인 상하 방향으로 강축방향이 되도록 하여야 더 안정적인 구조가 된다. 마찬가지로 기둥 C 의 경우도 상하측으로는 보가 양쪽에서 체결되어 균형을 이루고 있지만 외측 (그림에서 왼쪽방향) 으로는 보가 없고 내측 (그림에서 오른쪽 방향) 으로는 보가 체결되어 있어 불균형을 이룬다. 따라서 기둥은 불안정한 방향인 좌우 방향으로 강축방향이 되도록 하여야 더 안정적인 구조가 된다. 
3. 내측 기둥 (D) 은 상하좌우로 보가 체결되어 대칭을 이루는 안정을 이루고 있으므로 역시 하중을 많이 받는 긴 보가 걸쳐지는 방향으로 강축방향을 배치 하여야 한다. 그림에서는 좌우 방향이 하중을 많이 받는 긴 보가 걸쳐져 있으므로 강축방향은 좌우 방향이 되어야 한다. 따라서 기둥방향은 H 형태로 배치 되어야 한다.

<원문>

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<원문>

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<원문>

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철골구조 계획의 기본적인 개념을 이해하지 못하면 부재의 배치계획을 할 때 아무리 보아도 혼란 스럽기만 하다.

• 기준-1. 건물에서 하중을 많이 받는 부분은 장변 방향이다. 힘을 많이 받는 부분에 Main Girder 가 받쳐져야 한다. (장변에 직각방향 의미)

• 기준-2. 슬래브는 1방향 슬래브가 유리하다. (장변:단변 비율이 2:1 이상이 1방향 슬래브)

• 기준-3. 기둥과 기둥은 큰보(Girder)로 연결한다. 기둥간의 Girder 는 강접합 이다. 즉, 기둥과 보는 강접합

• 기준-4. 캔틸레버보는 강접합

• 기준-5. 보와 보는 핀접합 (Hinged). 즉 Girder-Beam, Beam-Beam 은 핀접합 (Hinged) 이다.

• 기준-6. RC조와 철골조의 접합부는 핀접합

• 기준-7. 주각부는 앵커볼트가 

• 철골기둥 외곽선범위 안(플랜지 안, 웨브 양쪽)에 있으면 핀접합

• 외곽선범위 밖(플랜지 밖)으로 있으면 강접합

계획의 예시를 보자

이상으로 설계에 필요한 철골구조 계획의 기본개념과 계획 진행 순서를 정리 해 보았다.

사실 건축 실무에서는 구조에 영향을 미치는 너무나 많은 Factor 들이 존재하기 때문에 단순하게 위에 정리한 기준만으로 설계를 한다는 것은 불가능 하다. 건축의 용도 특성에 따른 Live load, 부분적인 전단응력 부재 배치로 인한 전체 건물에 대한 응력영향 검토, 지진하중, 진동하중 등에 대한 고려, 풍하중, 적설하중의 지역별 차이에 따른 수직, 수평 응력의 계산, 장스팬 무주공간 구현을 위한 특수구조 (막구조, 현수구조, PEB구조, Space frame 등) 와 특허 및 신공법의 구조형식의 변화, Precast Steel RC 복합구조 등 너무도 많은 방법으로 다양한 상황에 적용할 많은 해법들이 존재하는 것이 사실이다. 

하지만 기본적인 건축설계를 위해서는 구조 공법의 해결이 어떤부분을 강화하고 특화하여 더 안전하고 경제적인 Solution 을 제공하느냐의 차이일 뿐 구조 프레임의 기본은 변하지 않았다는 사실을 명심하자. RC, SRC, PSRC, CFT, TSC 같은 신공법 구조들이 창궐하고 있지만 가구식 구조라는 Basic concept 은 여전히 유지 되고 있다는 것이다.

2020/01/19 - [Architecture] - 철골 기둥 방향 100% 이해하기

2020/01/13 - [Architecture] - 철골구조 계획 진행순서와 부재방향의 결정

2020/01/11 - [Architecture] - 철골기둥 방향 헷갈린다. 왜 자꾸 돌아가는가?

2019/11/29 - [Architecture] - 철골구조 계획 기본기 다지기

1. 장스판인 경우 (층고에 제약 적을때, 지붕)

• 외측기둥 : 장스판 방향 (보가 긴 방향 ↕)
• 모서리 기둥 : 외측기둥과 동일 (방향변화 없음 ↕)
• 아래 외측변도 동일

2. 일반적 배치 (층고에 제한이 없는 경우)

• 외측기둥 : 장스판 방향 (보가 긴 방향 ↕)
• 모서리 기둥 : 외측기둥과 동일 (방향변화 없음 ↕)
• 내측기등 : 외측기둥과 동일 (방향변화 없음 ↕)

3. 일반적 배치 (층고에 제한 있는 경우 = 여러층일때?)

• 외측기둥 : 장스판 방향 (보가 긴 방향 ↕)
• 모서리 기둥 : 외측 기둥과 방향 바뀜 (↔)
• 내측기등 : 외측기둥과 방향 바뀜 (↔)

4. 콘크리트구조와 일체인 경우

1. 장스판, 지붕, 다층으로 층고제한이 덜한 경우 등은 모두 동일방향 강축
2. 다층건물, 층고가 제한적인 경우가 예외
1. 기둥의 강축방향 달라짐.
2. BEAM 의 방향 달라짐

1. 큰 범위 (건물형태-장단변방향 파악) 접근 : 단변방향으로 강축 = 1방향 슬래브 형성토록 (모든경우에 해당)
2. 세부범위 (기둥방향 및 BEAM 방향 -> 강축결정) 접근

• 모든기둥 = 건물의 단변방향 (장스판방향) 으로 강축
• BEAM (큰보 작은보 구분없음. 1종류 BEAM) = 강축에 직각방향

1. 큰 범위 (건물형태-장단변방향 파악) 접근 : 단변방향으로 강축 = 1방향 슬래브 형성토록 (모든경우에 해당)
2. 세부범위 (기둥방향 및 BEAM 방향 -> 강축결정) 접근

• 모든기둥 = 건물의 단변방향 (장스판방향) 으로 강축
• BEAM (큰보) = 강축방향에 직각방향
• BEAM (작은보) = 큰보 방향에 직각방향

• 다층건물의 경우 최상부층 경우 해당

1. 큰 범위 (건물형태-장단변방향 파악) 접근 : 단변방향으로 강축 = 1방향 슬래브 형성토록 (모든경우에 해당)
2. 세부범위 (기둥방향 및 BEAM 방향 -> 강축결정) 접근

• 외부코너기둥, 내측기둥 = 건물의 장변방향으로 강축
• 외부중간기둥 = 건물의 단변방향으로 강축
• BEAM (큰보) = 외부코너 및 내측기둥의 강축방향에 직각방향
• BEAM (작은보) = 큰보방향에 직각방향

건축계획에서 가장 첫단계로 검토하는 것은 대지이다. 건축물의 용도와 상관없이 일단 계획을 하여야 할 대지를 조사하는 것이 설계의 첫 걸음이다. 부지의 고저, 형상 등을 조사하여 지형을 최대한 이용한 건축물을 어떻게 지을지 상상이 필요하다. 한정된 부지 안에서 부지를 어떻게 사용할 것인지 용도와 요구조건 등을 하나 하나 체크하여 부지의 활용도를 최대한 극대화 시키는 것이 중요하다. 경제적인 건축이란 단순히 공사비를 줄이기 위해 단가가 낮은 재료를 선택하고 예산에 맞춰 싸게 짓는 것 만을 의미하는 것은 아니다. 물리적인 자재보다는 공간활용을 얼마나 합리적으로 하느냐가 건축의 경제성을 결정한다. 동일 비용으로 몇 배는 더 풍요로운 공간과 아름다운 건축물을 지을 수 있다. 비용을 많이 투자한다고 해서 좋은 건축물이 된다는 기대도 버려야 한다. 고민한 만큼 경제적이고 더 나은 환경을 구축 할 수 있다. 

과거에 나는 돈많은 건축주로부터 인테리어 설계 의뢰를 받은 적이 있다. 그 건축주는 해외를 돌아다니며 아름다운 인테리어 공간들을 많이 경험한 사람이었다. 고급스러운 자재와 가구들을 건축주가 선택한 재료와 색상들을 사용해 설계와 공사를 해 줄 것을 원했다. 건축주는 문의 손잡이 부터 욕실의 도기류, 타일, 벽지를 선택해서 지정해 주었다. 디자이너로서 내가 제안한 공간의 조화와 색조의 통일성 등은 무시되었다. 아주 디테일한 부분까지 건축주의 소망대로 설계에 반영한 결과로 시공된 건축주의 집은 그야말로 어릿광대가 입은 광대복 같은 실내공간이 탄생했다. 돈이 얼마가 들건 최고급 자재를 고집하였지만 그 비싼 자재들로 도배된 집은 그야말로 누더기 같았다. 건축주는 여기저기를 돌아다니며 보고 들은 장면들을 상상하며 머릿속에 담아온 그대로를 현실에 옮겨놓고 싶어 했다. 색상은 부조화 스러웠고 재질은 어울리지 않았다. 최고급 자재들이 온갖 잡동사니를 모아 놓은것 같은 그런 공간이 되었다. 그 경험을 통해 깨달았다. 무한의 돈을 투자한다고 해도 그것을 재구성하고 조화를 이루게 재정열 할 수 있는 능력이 없으면 상상속의 공간을 만드는 것이 불가능 하다는 것을.

가장 무능한 관리자는 자신이 모든것을 결정해야 한다고 믿는 유형이다. 

위임을 모르는 자는 자신을 돕는 사람들의 능력을 제대로 사용하지 못하고 거기에 더 나아가 그 사람들의 능력을 쓸모 없게 만든다. 자신이 모든것을 품어 안고 자신이 잘 알지 못하는 분야까지 자기 혼자의 힘으로 만들어 내려고 하는 관리자는 자기가 관리하는 일도 조직도 조력자들까지 모든것을 망친다.

훌륭한 관리자는 유능한 조력자들의 능력을 최대로 끌어내어 자신의 일을 돕게 지원하는 사람이다. 관리자는 관리자로서 해야 할 일이 있고 조력자는 조력자로서 해야 할 일이 있다는 점을 분명히 알아야 한다.

자식을 키우면서도 비슷한 경험을 한다. 부모로서 모든것을 해주고 자신의 경험한 전철을 다시 밟지 않도록 결정해 주고 조언하며 이것이 정답이며 쓸모없는 실패를 반복하지 않기를 바라는 마음이 곧 자식을 망치는 길이다. 자녀를 위해 진정으로 필요한 것은 기다려주고 애정어린 눈으로 지켜봐 주고 정말로 아이가 힘들어 할 때 든든한 조력자가 되어 주는 일이다.

이것이 위임의 힘이다.

이처럼 무능한 관리자 같이 모든 것을 결정하는 의뢰인은 건축가의 능력을 쓸모 없게 만들고 자신이 원하는 건축물을 얻지도 못하는 우를 범하고 만다.

가족관계에서, 친구관계에서, 업무적인 관계에서도 공통적으로 필요한 것은 '위임' 이다. 

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건축주는 비 전문가이다. 비 전문가를 대상으로 요구되는 사항들을 모아모아 현실로 만들어 주는 작업이 설계 작업이다.

비 전문가 이기 때문에 앞뒤 사정 안보고 자기가 원하는 대로 건물이 지어지기를 원한다. 그래서 요구하는 것에 이건 이래서 안되고 저건 저래서 안되고 사사건건 안된다는 답만 계속 듣게 되면 불만이 쌓여가기 마련이다.

한국의 법규기준은 규제를 취지로 하여 지정된 내용이 대부분이라 일반인 들이 만들고 싶어하는 공간과 형태에 수많은 제약이 발생한다. 해외에서 구경했던 아름다운 건물이나 머릿속에 상상했던 나만의 멋진 공간을 구현하고 싶은것이 대부분의 건축주들의 염원이다. 하지만 국내 현실은 그리 녹녹치가 않다. 온갖 규제들로 모인 'Negative manual' 을 적용하며 비 현실적인 건축주의 요구사항과의 중간에서 균형있는 조율을 해야 하는 일이 건축가가 할 일이다. 

때로는 아무리 비 전문가 라고 하지만 이런 정도는 상식적으로도 알 수 있지 않을까? 라는 생각이 들 만큼 어이 없는 무지를 드러내는 것이 건축주도 있다.

설계를 할 때 가장 먼저 마음에 새겨야 할 중요한 것이 하나 있는데 '건축주와 눈높이 맞추기' 이다. 건축주의 수준을 파악하고 어느정도 까지 모르는지를 가장 먼저 파악해야 한다. 정말 낫 놓고 ㄱ 자도 모르는 분들도 있고 전문가 뺨치는 지식을 가지고 있는 분들도 있다. 어느 쪽이 되었건 설계를 진행하는 과정에는 힘든 상대들이다. 왜냐하면 건축물을 설계 한다는 것이 단순히 공사 할 도면을 그리는 단순한 작업이 아니기 때문이다. 너무 무지한 건축주를 상대로 설계를 할때는 하나 부터 열까지 모든것을 설명해 가면서 설계를 진행하는 것이 참 어렵다. 설계를 할 때 선 하나를 만들어 낼 때도 창조 되는 공간을 상상하며 만들어낸 산물이기 때문인데 이것을 하나하나 말로 설명을 해야 할 때는 힘들기도 하지만 이해시키는 것은 더욱 어렵다. 여기 저기서 견문이 있고 또 실제로 자기 건물을 지어본 건축주를 상대해야 하는 경우는 또 다른 측면에서 어려움을 겪게 된다. 선무당이 사람잡는다고 했던가. 한 두번의 경험을 통해 뇌리에 박힌 건축주의 편향을 일반적 해법에서 특화된 상황까지 이르게되는 과정을 브리핑 하며 생각의 변화를 리드해야 하는 것은 백지 상태의 사람에게 새로운 획을 그어 나가며 그리는 그림과는 열 배나 더 어려운 과정을 겪어야 하기 때문이다.

건축가는 다년간의 수련기간을 거쳐 전문적인 역량을 키워 나간다. 수련 과정은 참으로 광범위한 영역에 대한 트레이닝을 하게 된다. 형태학, 기호학, 색체학, 심리학, 철학, 미학, 역사, 법률, 재료학, 구조역학, 시공학 등에 대한 학습과 경험을 쌓아 나가며 각각의 학문 분야에도 세분화된 심화내용을 파고 들어가면 그 영역에는 한계가 없을 정도이다. 건축 재료 하나를 선정 하더라도 그렇다. 면과 입체에 따라 빛의 정도에 따라 조명의 종류와 밝기에 따라, 표면의 질감에 따라 면의 넓이에 따라 달라지는 색채와 느낌의 차이가 발생한다는 것을 어떻게 설명할 수 있을까? 섬유와 종이에 채색된 색상이 다른 느낌을 주듯이 나무와 철판, 석재와 콘크리트, 유리위에 칠해지는 도료의 느낌과 색상이 달라지는 것을 어떻게 보여 줄 수 있을까? 빛의 방향과 시간대에 따라 달라지는 음영의 영향으로 변해가는 감각변화들을 어떻게 상상하게 해 줄 수 있을까? 패턴의 방향이 수직과 수평, 사선으로 진행 될 때 어떤 감각적 차이가 발생하며 넓어도 보이고 좁아도 보이는 착시현상과 이를 보정하기 위해 사용하는 리듬의 패턴을 어떻게 설명 할 수 있을까? 공간의 상징성과 기호학적 건축언어를 의도한 대로 상상하고 느끼게 해 줄 수 있는 방법은 무엇일까? 사회변화에 따르는 미학적 기준의 변이와 인간의 역사속에서 의미를 가지게 되는 건축적인 요소들을 설명할 수 있는 매개체는 어떤 것일까? 

건축가는 건축주에게 손에 잡히지 않는 설계 의도를 최대한 이해할 수 있도록 설명하고 보여줄 수 있는 방법론에 더 깊이 고민해야 할 것이다. 여러가지 도구들과 방법을 총 동원하여 건축주를 위해 베풀어 지는 세세한 설명은 조금 더 나은 건축을 창조하기 위해 필수적인 일이다. 인류의 역사가 생겨난 이후 부터 언제나 건축가는 건축주를 위해 일하는 사람이기 때문이다. 건축은 순수예술이 아니다. 자기만족과 타인의 인정 없이도 존재 할 수 있는 순수미술과 다르게 건축은 건축주의 만족과 인정 없이는 결코 창조 될 수 없다. 건축이 유행과 이즘을 반영한 스타일에 지속적으로 영향 받을 수 밖에 없는 이유이기도 하다.

과거 건축가들은 건축주의 이해를 돕기 위해 축소된 모델을 만들었다. 보여 줄 수 있는 수단의 한계가 있었다. 건축가의 스케치 만으로는 건축주의 머릿속에 완전한 이미지를 그려 넣어 줄 수 없었다. 투시도를 통한 입체적인 이해를 도와주는 작업을 하기도 했고 부분적으로 실내투시도 (1소점 투시도) 와 외부 투시도 (2소점 투시도) 조감도 또는 3소점 투시도를 활용해서 열심히 건축주가 상상할 수 있는 건축을 설명하기 위해 노력했다. 그림으로 불완전한 부분을 보완하기 위해 미니어쳐를 제작하였고 때로는 층마다 분리된 미니어쳐를 제작하여 실내까지 보여 줄 수 있는 모델을 제작하기도 하였다. 그만큼 많은 시간이 소요되는 작업이었고 모든것이 수작업으로 이루어 지다 보니 각기 분야별 전문가 들이 작업을 함께 진행 하였다. 불과 20여년이 지났지만 많은 것이 바뀌었다. 3D MODELLING 과 MAPPING을 통해 실사에 가까운 표현이 가능하게 되었고 지역과 시간, 계절에 따른 태양의 변화와 기후의 변화까지 완벽하게 반영 할 수 있게 되었다. 누구나 보아도 실제 존재하는 건축물 처럼 보고 판단할 수 있도록 시뮬레이션하고 렌더링되어 전문가가 아닌 건축주들의 입장에서 의사 결정을 쉽게 할 수 있게 도와 주는 표현 방법들이 갖추어 졌다. 이처럼 과거와 달리 의도를 전달 할 수 있는 매개체로의 기술 발전이 만족할 만한 수준에 이르렀다. 하지만 반면에 건축가들이 가지는 감성과 공간에 대한 치열한 상상력의 강도는 많이 저하 된 것 같다. 사람이 살아가면서 겪어야 하는 세세한 부분에 대한 배려를 놓치고 있는 것 같다. 아날로그적 접근 방법이 배제되면서 건축주 들은 건축에 더 가까이 다가갈 수 있게 되었지만 건축가들은 건축에서 좀더 멀어진 것 같다. 설계 과정에서 소중히 다루던 선 하나 하나의 의미들이 복제되는 디지털 요소속에 묻혀 사라지고 있다. 건축가의 손에서 만들어 지는 선이 디지털 화 되어가면서 잃은 것은 공간에 대한 상상력이다. 선들이 만들어 내는 공간과 면의 질감을 더이상 느끼지 못한다. 그만큼 무책임 해졌고 무감각 해졌다. 너무 쉽게 만들어 지는 세상의 것들이 소중함을 잃어가는 것처럼.

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