_출제: 2026년 1회 구조계획
: 집성목 규격 400×500, 강관 Ø-200, 강봉 Ø-30을 사용
: 단순보형식의 합성보로 경간은 18m.
#목재-강재 합성 트러스 보(Hybrid Timber-Steel Truss Beam)
목재-강재 합성 트러스 보(Hybrid Timber-Steel Truss Beam)는 서로 다른 역학적 특성을 지닌 목재와 강재를 유기적으로 결합하여, 각 재료의 구조적 장점을 극대화한 하이브리드 구조 시스템(Hybrid Structural System)이다.
역학적 거동 방식에 따라 인버티드 킹포스트 트러스(Inverted King-post Truss) 또는 언더텐션(Under-tension) 시스템으로 분류 및 적용된다.
* 구조적 원리 및 역학적 거동 특성
상부의 목재(구조용 집성재)가 압축력을 부담하고, 하부의 강재(강봉 및 케이블)가 인장력을 분담함으로써 일체화된 구조체로 거동한다.
- 압축재(상현재 - 목재)
: 상현재로 적용되는 구조용 집성재(GLT) 등은 대단면 구성을 통해 좌굴(Buckling) 저항 성능을 충분히 확보하며, 목재 고유의 심미적·친환경적 특성을 유지하는 동시에 주요 압축재 역할을 수행한다.
- 인장재(하현재 및 수직재 - 강재)
: 하현재에는 인장 강도가 탁월한 고강도 강봉(Steel Bar)이나 케이블을 적용하여 단면을 슬림화한다. 하중 인가 시 중앙 수직재(Strut)가 하향으로 인장력을 전달하며, 이를 통해 전체 구조물의 휨 변형을 효과적으로 제어한다. 이는 부재력의 효율적 분배를 통해 순수 목재 보 대비 목재 단면적을 약 50% 수준으로 저감하면서도 동등 이상의 휨 성능을 발휘하게 한다.
* 구조 성능 향상 메커니즘
-1) 인버티드 킹포스트 트러스(Inverted King-post Truss) 시스템
전통적인 삼각형 형태의 킹포스트 트러스를 역방향으로 구성한 형태이다. 하부 공간의 개방감을 확보하는 동시에 구조적 효율성을 높일 수 있어 현대 대공간 건축물에 널리 채택된다. 목재의 압축 성능과 강재의 인장 성능을 최적 결합하여 단면 효율성을 극대화하는 메커니즘을 가진다.
-2) 언더텐션(Under-tension) 시스템
구조 부재의 하부에 고강도 텐션재를 배치하고, 이에 인장력을 선행 도입(Prestressing)하여 보(Beam) 또는 트러스의 처짐을 상쇄하고 내하력을 극대화하는 공법이다.
보 하단에 지주(Strut)를 설치하고 고강도 케이블을 긴장(Tensioning)시킴으로써, 보 중앙부에 상향력(Anti-arch effect)을 발생시킨다. 이 상향 모멘트는 상부 적재 하중에 의한 하향 처짐을 사전에 상쇄(Offset)하여, 장스팬 구조물에서 나타나는 목재의 인장 파괴 취약성을 보완하고 강재 소요량을 최적화한다.
* 적용 목적 및 건축적 활용 방안
본 시스템은 내부 기둥 배치 없이 약 15~20m 이상의 장스팬(Long-span, 대경간) 공간을 확보해야 하는 건축물에 주로 적용된다.
- 공간 효율성 및 개방감 확보: 기둥의 최소화를 통해 내부 유효 면적을 극대화한다.
- 대상 건축물: 대공간 구현 및 미학적 개방감이 요구되는 공연장, 체유시설, 전시장, 여객터미널 로비 등에 매우 효과적으로 적용될 수 있다.
#건축사시험자료
https://cafe.daum.net/dsgg
#단톡방 가입
https://open.kakao.com/o/sjLrs4gf