2.3.3.5 서까래의 설계

서까래의 모양이 아무리 복잡하고 까다롭다 할지라도 한 개의 서까래를 계산하여 치수와 모양을 결정하는 것은 어렵지 않다. 그러나 서까래들이 연속적으로 배열되다가 어느 특정 부위에서 다른 부분을 만나 어떤 모양으로 변경 또는 수정 되어야 하는가를 계산에 의하여 한다는 매우 어려운 일이다. 그러므로 Fig2-40과 같은 3D-CAD의 설계가 공장제작공법에는 반드시 필요하였다.

Fig. 2-40 3D-CAD design for rafters

  본 연구에서는 Fig2-40과 같이 3D-CAD를 활용하여 서까래들을 설계함으로써 서까래 배열에 따라 달라지는 서까래 하나하나를 파악할 수 있었으며, 시공중 실수를 미연에 방지할 수 있었다. 이와 같은 3D설계는 평면설계, 상세설계 및 치수기입 등을 하기 전에 선행하여 작업하며, 작성된 3D 설계를 참조하여 나머지 설계도면들을 작성한다. Fig2-40과 같은 3D 설계도면은 현장에서 작업자들이 서까래 배치도와 서까래 상세도를 보면서 작업함에 있어 난해한 부분이 있을 경우 노트북 컴퓨터로 3D 형상을 보면서 난해한 부분을 이해하고 수월 하게 공사하도록 하였다. 천장장선의 설계 또한 Fig2-40과 같이 3D 설계를 먼저 한 후 각 서까래의 위치에 맞게 배열하는 방법으로 설계하였다.

Table 2-7 Design drawings for rafter framing

  공장제작공법에서 서까래를 재단 및 시공하는데 필요한 설계도면은 서까래 배치도와 서까래 상세도 두 가지가 있다. 지붕이 단순하여 서까래가 많지 않고 다양하지 않을 경우 서까래 배치도만으로 표기하는 것을 원칙으로 하고 서까래가 많거나 다양하여 한 장의 서까래 배치도에 표현하기가 어려울 때는 부분적으로 필요한 부분만 따로 정리하여 서까래 상세도로 설계 하였다. (부록A. 서까래 배치도 및 서까래 상세도 참조)

  서까래 배치도는 다른 설계도면에 비하여 비교적 복잡한 편이므로 부재의 종류별로 색깔을 달리하여 구별하기 쉽도록 하였으며, 색깔별 부재의 명칭을 도면의 한쪽에 별도로 표기해 주었다. 한 건물의 처마길이는 각각의 지붕마다 다르게 하지 않고 동일하게 하는 경우가 대부분이므로, 걸침턱(Bird's mouse)부터 아래쪽(RE) 까지 형태는 해당되는 서까래가 모두 동일한 경우가 많다. 서까래 배치도 에서는 걸침턱부터 RE까지의 형태를 ‘○’ 안에 별도로 설계하여 공장 재단 시 참조하도록 하였다. 1층 서까래는 'R+일련번호'로 표기하고 2층 서까래는 '2R+일련번호'로 표기하였으며, 같은 모양 같은 크기의 서까래는 같은 일련번호를 갖도록 하였다. 마룻대는 'T+일련번호'로 표기하고 귀서까래는 'H+ 일련번호', 골 서까래는 'V+일련번호'로 표기하였으며, T, H 및 V는 1, 2층 구별 없이 무조건 일련번호로 구분하였다. (부록A. 서까래 배치도 참조)

  지붕의 모양이 복잡하거나 여러 개의 지붕이 모여 있는 구조에서는 서까래의 모양이 다양하고 개수가 많아 한 장에 서까래의 배치를 모두 설계하였을 때 설계도면이 너무 복잡하여 이해하기가 쉽지 않을 경우가 많았으며 현장작업 또한 혼동의 우려가 컸다. 이렇게 지붕모양이 복잡하고 다양할 경우에는 마룻대, 귀서까래 및 골서까래들과 구조적으로 중앙에 위치하는 중요부분 서까래들만 간추려서 ‘메인서까래 상세도’를 작성하여, 현장 작업 시 메인서까래 상세도에 있는 서까래를 먼저 시공한 후 나머지 서까래를 시공하게 함으로써 복잡한 서까래 공사를 용이하게 하도록 하였다. (부록A. 서까래 상세도 참조)

  Dormer, 팔각지붕, 육각지붕 같이 특수한 구조의 지붕은 별도의 상세도를 작성하여 시공하는 것이 작업능률 면에서 유리하였으며, 이러한 특수 부분 상세도는 평면과 3D설계를 병행하여 설계도면상에 표현함으로써 도면을 쉽게 이해하도록 하였다. (부록A. 서까래 상세도 참조)

2.3.3.6 지붕 OSB

  서까래 또는 트러스 위에 OSB를 설치하는 작업은 지붕의 형태에 따라 소요되는 시간이 매우 다르다. Fig2-41(a)와 같이 트러스를 주로 사용하는 단순한 박공지붕이나 외쪽지붕은 OSB를 설치하는 작업이 매우 용이하며, OSB를 재단하지 않은 상태로 먼저 설치를 한 후 처마돌림 쪽에서 돌출된 합판을 한 번에 절단하기도 하기 때문에 특별히 지붕 OSB용 골조전용설계를 작성하거나 공장제작공법을 활용할 필요가 없으나, Fig2-41(b)와 같이 여러 개의 지붕이 서로 얽혀 있는 경우, 모임지붕 및 지붕들이 서로 만나는 부위가 많은 경우에는 OSB를 직각으로 자르거나 처마돌림 쪽으로 돌출하여 선 조립하는 방법이 가능하지 않으므로 OSB 작업에 적지 않은 시간이 소요된다. 그래서 복잡한 지붕의 지붕OSB 작업도 공장제작공법을 활용하게 되었다.

(a) Simple roof (b) Complex roof

Fig. 2-41 Construction of roof OSB on site

Table 2-8 Roof OSB design drawings for framing

  지붕 OSB의 재단 및 설치를 위한 골조전용설계도면으로는 Table2-8과 같이 지붕 OSB배치도와 지붕 OSB상세도가 있다.

  지붕 OSB 배치도는 각각의 지붕면에 일련번호를 표기하고 지붕면의 작업순서를 표기한 도면으로서 이 도면을 활용하여 현장에서는 미리 공장 재단되어 일련번호가 표기된 합판을 원하는 위치에 배열 할 수 있었다. 지붕 OSB는 영문자 'P+일련번호'로 표기하였다. (부록A. 지붕 OSB 배치도 참조)

  지붕 OSB 상세도는 각각의 지붕면별로 설치되는 OSB의 크기를 표기하였으며, 이 도면을 통하여 공장재단을 하도록 하였다. 하나의 지붕면에 설치되는 OSB는 별도의 일련번호를 따로 지정해 주었고, 지붕면의 일련번호 뒤에 ‘-’를 붙여 사용하였다. 예를 들어 ‘P3-5’는 3번 지붕면에 5번 OSB를 나타내며, OSB위에 표기할 때는 P를 생략하기도 하였다. OSB의 일련번호는 현장의 작업 순서에 따라 오름차순으로 번호를 부여하여 순서에 맞게 현장에서 시공하도록 하였다. (부록A. 지붕 OSB 상세도 참조)

  지붕OSB의 설계는 다른 부분의 설계에 비하여 시간이 많이 소요되었다. 지붕OSB를 설계하기 위해서는 Fig2-47과 같이 3D로 설계된 서까래 도면 위에 Fig2-42와 같이 OSB를 하나씩 배열하면서 설계 한 후 이를 평면으로 변경하여 치수를 기입 하는 방법을 사용하여야 한다. 이렇게 지붕OSB를 설계하는 작업이 용이하지는 않았지만 현장에서 작업능률은 매우 좋은 편이었으며, 높은 지붕 위에서 둥근톱으로 합판을 재단하는 과정이 없어짐으로 인하여 현장 작업자들의 위험요소를 줄이는 효과도 있었다.

Fig. 2-42 Method of 3D-CAD design for roof OSB

Fig. 2-43 Picture of roof OSB on site

  Fig2-43은 공장제작공법을 통하여 재단된 지붕 OSB를 현장에서 설치한 사진이다. 현장의 폐잔재중 OSB는 땔감으로 사용되거나 폐기처리하는 경우가 많은데, 위와 같이 공장제작공법을 통하여 폐기율을 최소로 줄이도록 설계 및 시공을 함으로써 효율적으로 자재를 운용할 수 있었으며, 공장에 잘리고 남은 OSB는 다른 현장에서 사용하거나 트러스의 덧댐판으로 재사용하였다.