트러스 구조 종류 - teuleoseu gujo jonglyu

[삼블리가 알려주는 쉬운 건축 #1]일상 속에서 들여다보고, 일상 속에서 만들어보는 ‘트러스’ 이야기

좌 - 샌프란시스코, 금문교. 중간 - 부다페스트, 자유의 다리. 우 - 파리, 에펠탑.

  작게는 1톤이 나가는 경차부터 크게는 수십 톤의 무게가 나가는 트럭까지 하루에도 수없이 많은 차들이 지나다니지만 튼튼하게 버티고 있는 교량, 수만 명의 사람들이 이용할 수 있는 넓은 공간을 덮고 있는 지붕, 거대한 탑에는 숨겨진 비밀이 있습니다. 그 비밀의 핵심은 바로 트러스인데요. 트러스가 무엇이고, 어떤 원리로 힘을 지탱하는지 트러스 구조에 대해서 삼블리가 이해하기 쉽게 알려드리겠습니다!

  강재나 목재를 삼각형으로 조립하여 하중을 지탱하는 구조를 트러스 구조라고 말합니다. 트러스 구조 속 삼각형 때문에 교량이나 지붕처럼 넓은 공간에 걸치는 구조물로 많이 쓰이게 되었는데요. 먼저 3기 삼블리가 전해주는 트러스 이야기를 통해 삼각형 이야기를 듣고 올게요~

  티 익스프레스에 숨겨진 트러스 구조 기사 잘 읽어보고 오셨나요? 기사에서 알 수 있듯이 삼각형 구조는 위에서 누르는 힘과 옆에서 미는 힘에 모두 강합니다. 트러스 구조의 핵심에 삼각형이 있다는 것! :)

  트러스는 각 부재가 부재의 방향으로만 힘을 받고, 부재를 연결하는 절점은 각도를 자유롭게 변화시킬 수 있는 핀 접합(힌지 접합)으로 이루어져 있습니다. 핀 접합은 외부에서 오는 힘에 의해 변화하지 않도록 부재를 접합할 때 단단히 고정시켜서 접합한 강접합과는 달라서 밖에서 전해지는 힘이 있으면 그 힘을 받고 같이 회전하기 때문에 외부의 힘에 저항해야 하는 힘이 발생하지 않아요! 힘이 센 사람이 나를 밀었을 때 꾹 참고 버텨내는 것보다, 툭 밀리는 게 내가 힘이 덜 들겠죠? :)트러스 구조는 삼각형 형태, 힘의 전달 방법, 접합 방법 때문에 다른 구조형식과 차별된 장점이 있죠! 함께 볼까요?

  일반적으로 사람들은 대부분 모든 공간이 다 채워져 있어야 안정적이고 튼튼하다고 생각합니다. 하지만 그런 방법으로 기둥이나 벽을 제작할 경우 경제적 부담이 늘어날 뿐만 아니라 힘이 작용하지 않는 부분까지 두꺼워져 오히려 건물 전체의 하중을 증가시키는 요인으로 작용해 건물 자체 수명을 줄여버릴 수 있습니다.

   트러스 구조는

  앞에서 말했듯이 트러스 구조는 하중이 가해지는 부분에만 골격이 들어가기 때문에 역학계산을 통해서 단면이 받는 힘(압축력, 인장력)을 알 수 있어요. 이 힘들을 이용하여 부재가 어느 정도 두께가 되면 어느 정도 하중을 받게 된다는 것을 계산할 수 있기 때문에 굉장히 안정적인 설계가 가능해집니다!

  이러한 많은 장점으로

  이번 파트에서는 트러스 종류에는 어떤 것이 있는지 소개하고, 실제 트러스 구조를 관찰할 수 있는 구조물을 함께 소개하려 합니다. 삼각형이 배치되는 방식에 따라 다양한 트러스 형태가 나타나고 각각의 트러스는 자신만의 강점과 특징을 가지고 있습니다! 내가 바로 이 구역의 트러스!!! 한번 만나볼까요?

  PRATT TRUSS는 양쪽으로 잡아당기는 인장력이라는 힘을 받는 트러스에요. 안정된 상태를 잘 유지하기 때문에 철 교량에 많이 쓰이고 주위에서 가장 많이 찾아볼 수 있는 트러스에요!

좌 - Gatton railway bridge (출처:Wikipedia) 우 - 철도 다리 (출처:pixabay)

 
  HOWE TRUSS는 양쪽에서 눌러서 줄이려는 압축력이라는 힘을 받는 트러스에요. 강재나 목재는 인장력에 강한데 압축력을 받는 트러스이기 때문에 PRATT TRUSS보다는 조금 약한 힘을 받는 곳에 쓰여요.

좌 - 부다페스트, 자유의 다리. (출처:pixabay). 우 - burr arch truss covered bridge (출처 :http://www.flickriver.com)

 
  WARREN TRUSS는 경사져있는 부재들이 서로 교대로 배치되어 있어요. 다른 트러스에 비해서 강하고, 사용되는 재료가 적어서 강 트러스교에 사용돼요.

좌 - 샌프란시스코, 금문교. 우 - 인천, 인천국제공항.

  수평, 수직, 경사 부재들을 세모로 짜서 만든 지붕을 받치는 뼈대 트러스에요. 서가원 삼블리는 고등학생 때 집 짓는 봉사활동을 통해 지붕트러스를 만들어 본 경험이 있어요! 사진과 같이 삼각형 구조를 이루어 경사지붕의 틀을 형성하는 부재로서 지붕을 지지하기 때문에 굉장히 중요한 트러스라고 합니다. 예를 들어, 눈이 많이 쌓였을 시 그 무게를 버텨내야 하기 때문에 더 신중하게 재단하고 못질하여 만들었다고 하네요!

LESSON 3. LET'S MAKE TRUSS

  삼블리가 알려 주는 쉬운 트러스 이야기인데 저한테만 어렵나요 ㅠㅠ 하시는 분들을 위해서 삼블리가 직접 트러스를 만들어 보기로 했습니다! 삼블리도 트러스를 직접 만들어보면서, 더 쉽게, 더 간단히 트러스의 원리를 이해할 수 있는 시간을 가졌는데요. LET'S MAKE TRUSS!! 삼블리와 함께 만드는 트러스. 여러분의 눈과 손이 되어드릴게요. 따라오세요:)1. 주위에서 볼 수 있는 다양한 재료로 트러스 만들기

  빨대, 스파게티 면, 이쑤시개, 면봉, 종이 등 다양한 재료로 트러스를 만들어 볼 수 있습니다. 그중에 삼블리는 빨대와 스파게티 면을 이용해서 트러스를 만들어보았는데, 그 과정을 보고 실제로 한 번 만들어 보는 건 어떨까요?잊지 말 것! 트러스는 주로 핀 접합입니다. 트러스를 만들 때 그 원리를 더 정확히 이해하려면 본드 같은 재료로 너무 단단하게 고정하기보다 압정 같은 재료를 이용해서 실제 트러스가 이렇게 연결돼서 힘을 받는구나! 느껴보세요. 작은 압정임에도 불구하고 책이나 무거운 물건을 올려도 부서지지 않을 정도로 정말 단단하다는 것을 알 수 있어요!

 
2. 트러스를 만들어 본 삼블리의 소감

민수 say: 트러스를 만드는데 부재가 절점 부분에서 너무 붙질 않아 만드는데 힘들었습니다. 그래도 만들고 나서 떨어트려도 부서지지 않는 안정감을 느낄 수 있었구요! 주위에서 볼 수 있는 흔한 부재들로 트러스를 만들어 너무 재미있었습니다. 마치 1학년으로 돌아간 느낌이었죠...가원 say: 생각했던 것보다 굉장히 시간이 오래 걸리고 손이 많이 가는 작업이었습니다. 그만큼 확실하게 시공 과정을 더 자세히 들여다볼 수 있는 시간이었고, 우리의 팀웍은 이보다 더 환상적이지 않을 수가 없었습니다. 애정 합니다!영주 say: 트러스 구조를 만들기 위해 재료는 무엇으로 할까, 절점은 어떤 걸로 하지? 이런 작은 고민들로 시작해서 셋이 모여 트러스를 만들기 시작했는데 생각보다 어려웠고 시간이 오래 걸렸지만 빨대와 압정만으로도 실제 시공의 난이도나 트러스 구조의 힘을 느껴볼 수 있었어요!

일상 속에서 들여다보고, 일상 속에서 만들어보는 ‘트러스’ 이야기

  구조라는 분야가 절대 어렵기만 한 것이 아니에요. 건축을 전공하는 학생들만 아는 분야도 아니죠! 삼각형 구조물이 보이면 혹시 저것도 트러스? 하는 궁금증을 가지고 주위를 둘러보세요. 아는 만큼 보인다는 말이 있듯 조그마한 관심에서부터 “저게 트러스가 맞나?” “그럼 저건 어떤 트러스지?” 하나하나 궁금증에 해답을 찾아가는 것에서부터 당신은 건축왕이 되어가고 있는 것이니까요!!! :)

  지금까지 김민수, 서가원, 이영주 삼블리가 준비한 쉬운 건축 이야기 1탄이었습니다:) 그리고 삼블리가 알려주는 쉬운 건축 이야기 2탄, 3탄이 계속해서 기다리고 있다는 소식이 전해지던데 내일도, 모레도 보러 와주실 거죠?