건축 음악처럼 듣고 미술처럼 보다_서현

# 책을 읽고 건축하려는 사람으로서 가장 좋았던 것은 점심먹고 산책을 하면서 그냥 지나치던 벽돌이나 주변 마감, 그리고 사람들의 행동들을 좀 더 주의깊게 볼 수 있게 자극을 준 점!

 

 

#구조

 

 

-압축력과 인장력, 벤딩모멘트와 버클링

 

트러스 구조를 볼 때 도움이 된다.

 

건축에서의 힘은 크게 두 가지다. 압축력과 인장력이다. 압축력은 힘을 받는 대상이 눌리는 것이고 인장력은 힘을 받는 대상이 늘어나는 것이다. 그리고 우리가 보통 보는 것은 압축력을 받는 부재이다. 압축력을 받는 부재는 두꺼워지거나 중력방향으로부터(힘의 작용방향)길이가 짧아지면 받을 수 있는 압축력이 증가한다. 인장력은 압축력에 비해 부재가 힘을 받는 특성이 다르다. 그리고 압축부재에 비해 굉장히 가볍고 날씬해질 수 있는 것이 엄청난 특징이다.

 

자기의 몇십 몇백배나 되는 볼륨의 집을 만들고 그 재료를 자기가 가지고 다니는 거미. 그 비밀은 인장력에 있다.

거미집은 온통 인장력으로 이루어져있다. 건축을 몰라도 이제 인장력이 땡기는 힘이구나 라는 사실만 인지했다면 힘의 흐름을 머릿속으로 그려보자. 참으로 놀랍게 거미집이 작동하는 것을 느낄 수 있을 것이다. 게다가 거미는 자기의 작은 몸안에 이러한 재료를 넣고 다닌다. 그 강도가 매우 강한 것도 거미가 재료를 몸안에 넣고 돌아 다닐 수 있는 이유이지만 거미집의 구조 자체, 즉 인장력만으로 집을 짓는 그 구조 또한 거미가 거미일 수 있게 하는 큰 요소임에 틀림없다.

 

 

 

벤딩 모멘트와 좌굴(buckling)

 

이제 조금 세분화해보면 벤딩모멘트와 버클링이 있다. 벤딩 모멘트는 다이빙대 끝에 선수가 뛰려고 섰을 때 다이빙대에 작용하는 힘이다. 휘는 그 힘 말이다. 벤딩 모멘트는 그 부재의 길이와 하중의 크기에 영향을 받는다. 벤딩모멘트를 받는 부재는 그 힘이 걸리는 부분에서 멀면 멀수록 강하게 작용한다. 그래서 낚싯대의 가장 끝 부분이 두껍다. 두껍다는 것은 압축력을 받는 기둥에서도 보듯이 힘을 더 받을 수 있는 조건이 된다.
버클링은 집에 있는 자를 세워놓고 눌렀을 때 휘는 현상을 말한다. 그 휘어짐은 부재의 길이와 가해지는 하중에 영향을 받는다 (벤딩모멘트와 방향만 달랐지 거의 비슷하다.)


-다리에서 보는 힘의 흐름

 

징검다리 위에 판을 올려놓기만 하면 오른쪽에 보이는 다리가 되는 것이다. 

 

다리는 강이나 바다를 건너기 위한 목적을 만족하는 구조물이다. 청계천을 건너다 만나는 "징검다리"는 가장 원시적인 다리라고 할 수 있겠다. 그 징검다리 위에 판을 올리면 아주 오래전부터 만들어온 기본적인 다리가 된다. 가장 간단한 다리라고 할 수 있겠다. 여기서 간단하다는 것은 명쾌하다라기 보다는 쉬운 사고 과정을 거쳤다는 뜻이다. 만약 강의 폭이 아주 크거나 바다에 다리를 짓는다면 지금처럼 간단하게 짓지는 못할 것이다. 왜냐하면 교각이 매우 많아지게 되고 또한 물살과 물의 깊이가 길어질수록 경제적으로 불리하다. 그래서 구조 엔지너어링이 제안한 방법은 인장력을 이용하는 것이다. 압축력과 인장력이 다루는 힘이 같다고 가정했을 때 그 부재의 길이나 두께여서 인장력이 현저하게 유리하다.

인장력을 이용하여 만든 다리, 현수교와 사장교

 

케이블 = 인장력  힘의 흐름을 상상해보자.

 

 

현수선 방정식은 처음본다. 형태만보자 요런 곡선이 '현수선'이다.

맨 처음 수업시간에 저 두 다리를 배웠을 때 구분이 어려웠는대 "현수선"이 뭔지 알고 난 뒤에 정확하게 구분할 수가 있게 되었다. 현수선이 보이는 다리가 현수교고 케이블을 이용하는데 현수선을 이용하지 않으면 사장교다. 현수교는 1차 인장력을 받는 메인 구조체와 아래의 다리를 잡아주는 2차 인장재로 이루어진다. 현수교로 이루어진 많은 다리들을 보면 아래부분에 강재 트러스로 잡아주는 부분을 볼 수가 있다. 다리에는 중력과 자동차/사람등의 활화중도 작용하지만 바다나 강에는 바람이 분다. 이 바람은 방향을 걷잡을 수 가 없다. 그렇다는 말은 바람이 중력의 반대방향으로 힘을 가할 수 도 있다는 것이다. 그러면 저 동영상에 나오는 다리처럼 바람에 꿀렁이다가 다리가 붕괴될 수도있다. 그래서 강재 트러스로 고정을 하는 구조가 제일 보편적으로 보인다.

 

현수교 관련 영상. 7분짜리,시간이 훅훅갑니다.꼭 보길 추천드립니다.

 

#재료 

건축은 진짜로 만들어지는 여타의 것과 같이 재료에 영향을 많이 받는다. 실제로 지어지는 것이기 때문이다. 그리고 조각과 비교하여 더욱 협소한 재료의 폭을 가지고 있다. 사람이 그 안에서 생활하고 비와 바람을 견뎌야 하기 때문이다.

그냥 그림만 그리는 것에서 벗어나 진짜로 짓는다고 마음 깊이 생각했을 때 주변을 바라보는 시각이 달라진다. 이 책의 재료파트를 읽고 내가 그랬다. 이 책의 실제적 효과가 아닐까 싶다.

벽돌

좌) 질감건축, 이정훈 우) 벽돌담

아르코 미술관,김수근

벽돌은 재료 중 사람의 손에 가장 적합한 크기를 가진 재료이다. 크기는 57 90 190이 표준이다. 이것은 보통 10mm로 발라지는 줄눈을 고려한 것이다. 여기서 줄눈은 벽돌을 쌓을 때 접착제 역할을 하는 몰탈이 굳어 만드는 모습을 따서 줄 눈이라고 부르는 것이다. 또한 사람 손에 적합하다는 것은 무엇을 의미할까? 그만큼 시공이 간편하다고도 말할 수 있겠다.
벽돌은 기본적으로 쌓는 것이다. 그렇게 쌓다 보면 압축력에는 잘 견디지만 중력 방향의 수직으로 미는 벤딩 모멘트에는 취약할 수밖에 없다. 그것은 자연현상 중 지진과 고층부에 부는 바람과 연관이 깊다. 그래서 벽돌은 고층으로 올라가기 힘들고 일본에서 쓰기 힘들다. 하지만 우린 꽤 높은 건물에서도 벽돌을 쓰는 것을 자주 본다. 그것은 벽돌을 식, 즉 철 구조 위에 얹혀진 것이다. 쌓은 것이 아니다.

돌

 

쌓은 것과 붙인 것 

기본적으로 매우 무거운 재료이다. 다른 재료들과의 큰 특징은 벽돌처럼 크기가 정형화되어있지 않고 디자인 하는 대로 제작 가능하다. 하지만 매우 비싸다. 그래서 벽돌이나 타일과 같이 얇은 두께로 펴내어 외장재로 쓰이기도 한다. 원래 돌이 가지고 있는 육중함을 속이는 행위라고도 할 수 있다. 이것은 각 건축가마다 태도가 크게 두 가지로 나뉜다. 자신이 재료의 고유의 성질(무거움/육중함)로서 사용하지 않고 가볍게 사용하고 있음을 '노출' 하는 것과 , 얇은 돌이지만 두껍고 육중한 돌을 잘라서 쌓은 것 마냥 '조작'을 가하는 것이다. 이 부분은 좋다 나쁘다 보다는 보는 이들의 가치관과 취향이 강하게 작용한다.

 

콘크리트

 

거의 완벽한 상호보완이다. 콘크리트는 압축력에 인장력은 철근에 강하고 서로 견디다 무너지는 강도가 비슷하다고 한다. 즉 견디다 무너지는 시간도 비슷하다.

 

콘크리트의 매력은 거칠게 말해 거푸집을 짤 수만 있다면 어떤 형태든 제작이 가능하다는 것이다. 콘크리트는 기본적으로 철근과 함께한다. 멋진 아이디어로 힘을 더욱 강하게 받을 수 있게 되었다. 콘크리트는 보통 구조체의 역할로 많이 쓰인다. 안도다다오 이후로나 노출콘크리트에 대한 고민을 건축가들이 하기 시작했다. 화장을 안하고 아름답기 위해서는 화장을 해서 아름다우려는 노력보다 더욱 많은 노력이 들어가듯이, 노출콘크리트가 아름답기 위해서는 그 배의 노력이 필요하다. 왜냐하면 노출콘크리트는 시공자의 역량에 따라 천차만별로 결과가 나오기 때문이다. 아닌말로 복권긁듯이 거푸집을 걷어낸다고 하는 것이 괜히 나오는 말이 아닐 것이다.