2.3.3.1 서까래

  서까래는 현장 조립보다도 공장 재단에 시간이 많이 소요되는 것으로 나타났다. 본 연구에서는 이를 간소화하고 작업을 편리하게 하기 위하여 서까래의 위치에 따른 형태를 분석하여 기호와 숫자로 서까래의 형상을 확인할 수 있도록 하였다. 이와 같이 기호와 숫자로 표시된 서까래들은 ‘공장작업 지시서’에 그 내용을 작성하였으며, 이를 통하여 공장의 재단과정에서 작업자의 실수가 감소하였으며, 설계도면 작성 또한 단순해 질 수 있었다.

Fig. 2-23 General shape of common rafter

  Fig 2-23은 일반적인 서까래의 형태를 나타내며 서까래 맨 위쪽의 경사면으로 잘린 부분의 길이를 'RT'로 표기한다. 'RT'는 외쪽지붕의 위쪽 걸침턱(Bird's mouse)이 끝에 위치하는 경우와 같이 특별한 경우를 제외하고는 지붕의 경사각과 같은 경사를 유지하면서 절단된다. 최하단의 잘린 길이는 'RE'로 표기하는데, 'RE'의 길이는 처마돌림이나 창문의 높이 등에 따라 달라질 수 있다. 걸침턱을 절단하고 남은 부분의 높이를 ‘RH'라 하며 이 높이는 처마 쪽에서 들어오는 공기의 통로 역할을 하게 된다. RH의 길이가 짧으면 단열재를 설치하면서 지붕내의 공기순환 통로를 막기 때문에 지붕구조내에 결로가 발생하는 원인이 될 수 있다. 'RS'는 걸침턱의 수평길이로서 'RH'와 직각을 이루며 이부분을 통하여 이중 깔도리에 경사 못 박기를 해야 하므로 충분한 길이가 확보되어야 한다.

  일반적으로 한 건물의 지붕구조가 박공과 모임 또는 외쪽경사지붕 등의 복합으로 구성된다 하더라도 추녀 쪽 처마길이는 대부분 동일하게 적용한다. 그러므로 Fig2-23에서 RO, RH 및 RE의 길이를 동일하게 설정 하는 것이 일반적이며, 이 경우에 골조 전용 설계도면에서 서까래를 표기할 때 서까래의 전체 길이 R과 처마를 제외한 나머지 길이 RR만 치수를 표기하고 나머지는 설계도면 한쪽에 따로 표기하는 방법을 적용하였다. (부록A, 서까래 배치도 참조)

Fig. 2-24 An example of rafters without Bird's mouse

  Fig2-24와 같이 이중 깔도리에 고정은 되지만 걸침턱(Bird's mouse) 아래 처마 부분이 필요 없는 경우도 있다. 이러한 위치에 설치되는 서까래는 RE(RH와 동일)의 높이가 중요하며 R과 RR의 길이가 같아진다. 일반적으로 거실 천장 면을 서까래 하단 마감 면으로 사용하는 경우 또는 작은 지붕을 먼저 만들어 놓고 그 위에 누운 골서까래(Sleeper)를 설치하여 큰 지붕을 만드는 경우에 이러한 형태의 서까래가 나타난다. fig2-24의 서까래는 부재의 크기와 서까래의 길이(R), 지붕물매, RE(또는 RH)의 길이만 주어지면 재단이 가능하다.

Fig. 2-25 Another example of rafters without Bird's mouse

  Fig2-25의 서까래는 Fig2-24의 서까래와 위치는 비슷하지만, 위쪽의 누운 골서까래를 받쳐주기 위해 뒷부분을 연장한 형태로서 RE 값은 0이 된다. 이 서까래의 하단은 걸침턱의 윗면을 수평으로 연장하여 절단한 것으로서 Fig2-25와 같이 그 연장선은 RT의 연장선과 직각을 이루게 된다. 서까래가 누운 골서까래 위에서 조립되는 경우에 Fig2-25와 비슷한 형태의 서까래가 나타나기는 하지만 이 경우에는 하단의 경사절단 시 지붕 경사에 따라서 둥근톱의경사각을 조정하여야 한다는 점에서 차이가 있다. Fig2-25의 서까래는 부재의 단면크기, 서까래의 길이(R) 및 지붕물매만 주어지면 재단할 수 있다.

Fig. 2-26 Jack rafters on sleeper

  Fig2-26의 서까래는 Fig2-25의 것과 모양은 비슷하지만 반 서까래의 형태로서 다른 지붕 위의 누운 골서까래 위에 조립되는 부재이다. 이 서까래는 누운 골서까래와 만나는 부분에서 지붕경사를 따라서 일정 각도로 만나기 때문에 이 각도를 계산하여 설계도면에 표기하거나 공장 작업 지시서에 표기하여야 한다.

  서까래는 현장시공도 어렵지만 절단하는 방법 또한 쉽지 않았다. 본 연구에서는 이러한 복잡한 서까래의 재단을 기호로 표기하였으며 이 기호를 사용하여 작업 지시서를 작성하였다. 세밀한 서까래의 재단에 관한 설계도면 없이 Table2-6과 같은 서까래 작업 지시서만으로 서까래를 재단하기 위해서는 서까래의 모양에 따른 기호의 의미를 알아야 한다.

Fig. 2-27. Circular saw and Speed square for rafter symbol

  서까래의 모양을 기호화하기 위해서는 서까래를 보는 방향을 먼저 정의 하여야 한다. Fig2-27(a)와 같이 서까래의 좌측이 용마루 방향이고 우측이 처마 방향이며, 지붕 OSB가 붙는 방향이 위쪽(上), 반대 방향 아래쪽(下)으로 정의하였다. Fig2-27(b)와 같이 둥근톱이 상(上)에서 하(下)로 진행할 경우 표기법은 둥근톱의 진행방향 하(下)로 표기하였다. 경사로 서까래를 재단할 때 둥근톱은 항상 Fig2-28과 같은 방향으로 경사가 지기 때문에 둥근톱의 진행 방향에 따라 서까래의 모양이 달라지며, 둥근톱의 톱날 경사각을 기호 'S+경사각'으로 표기하였다. Fig2-27(b) 와 (d)의 형태로 재단할 경우 기호는 '하S45'가 된다. 골조용 삼각자로 서까래의 각도를 표기할 때는 Fig2-27(c)와 같이 재단하고 남은 부재의 각도를 표기하지 않고 골조용 삼각자에 표기된 각도를 기준으로 하여 공장 작업자들이 쉽게 적용하도록 했으며, 각도는 기호 ‘A+각도’로 표기하였다. Fig2-26은 (b), (c) 및 (d)를 종합하면 ‘하A60S45’가 된다.

Fig. 2-28. Sloping angle of circular Saw

  Fig2-26의 '하A60S45'에서 A는 Fig2-27(c)와 같이 골조용삼각자(Speed Square)에 표기되는 각도를 말하여 'A60'은 그 각도가 60°라는 것을 의미한다. 'S45'는 둥근톱의 경사각도를 45°로 맞춰놓고 절단하는 것을 의미한다. 이상과 같이 서까래 절단의 경사각 등과 같은 세세한 부분까지 설계도면에 표기하면 너무 복잡해지므로 기호를 사용하여 설계도면을 간소화하고 작업자가 그 내용을 쉽고 정확하게 이해할 수 있도록 하였다. 이와 같이 기호를 사용하여 표시하는 방법은 모든 서까래에 동일하게 적용되었다. Fig2-26과 같이 경사로 재단할 경우에 서까래의 윗면과 아랫면의 치수가 달라지게 되는데, 이 경우에 R 또는 RR값은 항상 긴 쪽 면의 치수를 기재하였다.

Fig. 2-29. Jack rafter assembled on the valley rafter

  반 서까래가 Fig2-29와 같이 골 서까래와 접합될 경우 서까래의 측면이나 표면 모두 평행사변형 형태가 된다. 이 경우 부재의 길이는 양면이 모두 동일하다. 이때 부재의 길이를 한쪽 면 모서리에서 다른 쪽 면 모서리까지의 길이로 표시할 경우에 공장작업자가 재단하는데 어려움이 있기 때문에 한쪽 면을 기준으로 길이를 표기해야 한다. RE값은 이중깔도리 위에서 접합이 이루어지는 것이 아니기 최대길이가 되며 공장작업 지지서에는 ‘Max’로 표기하였다. '하A30S45'는 둥근톱의 진행 방향이 아래쪽 방향이며, 골조용 삼각자각도 30° 및 둥근톱의 톱날각도 45°로 절단하라는 뜻으로 표기된 것이다.

Fig. 2-30. Shape of jack rafters

  Fig2-30의 반 서까래의 걸침턱(Bird's mouse) 아랫부분은 일반 서까래와 같은 경우가 많다. Fig2-30의 RT부분의 절단은 '상A30S45'이므로 둥근톱을 진행방향이 위쪽(上), 골조용 직각자의 각도 30° 및 둥근톱의 톱날 경사각도 45°로 하면 된다. 구조물 전체의 각도가 동일 할 경우 Fig2-30의 모든 서까래의 RT부분 각도가 30°이기 때문에 매번 'A30'으로 기재할 필요 없이 'AA'로 표기하기도 하므로, Fig. 2-30의 서까래 RT 부분 절단방법은 '상AAS45'로 표기하기도 한다. 골조용삼각자에는 지붕 경사도를 12:1에서부터 12:24까지 표기되어 있어 별도의 각도를 볼 필요가 없다. 예를 들어 해당 주택의 지붕물매가 모두 12:6일 경우 골조용삼각자에 표기된 12:6에 맞춰 모든 서까래를 절단하기 때문에 'AA'로 표기하는 것이 혼동을 줄일 수 있으며, 각도를 별도로 지정한 경우 혼동의 우려가 있을 수 있다. 다만 한 건물에서 지붕 각도가 다른 부분이 있을 때는 반드시 각도를 표기하며, 귀 서까래 또는 골 서까래는 일반 서까래와 다른 각도이기 때문에 별도의 표기를 하였다.

Table 2-6 Factory work orders for Rafter

  Table2-6은 본 연구에서 사용된 공장작업지시서의 형태이다. Table2-6에는 Fig2-23에서부터 Fig2-30까지의 서까래들에 관한 정보이며 같은 물매 같은 처마길이를 갖는다는 조건으로 작성되었다. R2에서부터 R5까지는 걸침턱(Bird's mouse)이 없는 형태이기 때문에 RO, RS 및 RH값이 없다. R1과 R6은 같은 처마길이를 갖기 때문에 RO, RS 및 RH값이 동일하다. R1에서 R4까지의 서까래는 용마루와 조립되는 것이기 때문에 RT의 형태가 ‘일반’이며 길이는 재단된 길이를 그대로 사용하므로 'Max'로 표기하였다. R5와 R6은 귀 서까래와 조립되기 때문에 RT를 재단할 때 둥근톱의 톱날 각도를 45°로 해야 하며, 지붕물매가 모두 같으므로 'A'뒤에 각도를 표기하지 않고 'AA'로 표기하였다. RT의 길이는 외쪽지붕의 상단 끝에 걸침턱(Bird's mouse)이 있을 경우를 제외하고는 잘려진 길이 그대로 사용하므로 'Max'가 된다. R1, R2 및 R6의 RE의 형상은 RT와 평행하며 둥근톱의 톱날을 경사로 하여 재단할 필요가 없기 때문에 ‘일반’이다. R2의 RE 길이가 R1, R6과 다른 이유는 R2가 걸침턱이 없고 걸침턱 부분에서 잘려지기 때문이며, R1의 RH길이와 같은 값이 나오는 것이 정상이다. R3의 RE 형상은 'A60S0'인데 여기서 'S0'은 둥근톱 톱날 각을 직각으로 하여 절단하라는 뜻이다. R3, R4는 RE의 길이가 0이기 때문에 역 사다리꼴 형태가 된다.

  Table 2-6과 같이 귀 서까래, 골 서까래를 제외한 모든 서까래는 공장 작업 지시서에 표기하였고, 공장작업자들이 서까래 상세 설계도 없이 작업 지시서 만을 참조하여 쉽게 재단 할 수 있었다. 숙련된 골조공사 목수들은 서까래 배치도에 표기된 치수만 보고도 부재의 각도, 둥근톱의 톱날 각도 및 자르는 방향 등을 알 수 있으나, 본 연구에서는 이러한 숙련공들에게 공장에서 절단작업을 시키지 않았고 경력이 없는 사람들에게 처음부터 가르치면서 절단작업을 하였다. 그로 인하여 현장의 구조를 모르는 상태에서 서까래 절단작업의 가능 여부를 조사했으며, 공장과 현장을 분리하여 공장 노무자는 절단작업에만 전념하고 현장 노무자는 현장조립에만 전념하도록 하였다.