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전통 목조건축의 짜맞춤 접합기술
오랜 세월을 통해 형성된 목조건축 문화유산은 우리의 문화유산 중에서도 가장 풍성하여 세계문화유산 등으로 지정, 보전되어 오고 있는 것들이 많다. 전통 목조건축은 목재를 주요 구조부재로 하되, 기둥을 세우고 보를 거는 목조가구식 접합이 기본을 이룬다. 현재 이 시간에도 뿌리 깊은 전통에 따라 목재를 주요 구조부재로 한 건축물은 지속적으로 지어지고 있으며, 기존의 목조건축물을 수리하여 복원하는 건축 활동도 끊임없이 이어지고 있다.
전통 목조건축의 비밀은 하나의 부재가 아닌 여러 개의 다양한 부재를 서로 접합한 조립체라는 사실에서 비롯된다. 접합은 크고 작은 목재를 연결하여 만든 부재의 짜임새로서 목조건축물의 조영 질서를 담고 있다. 지금까지도 목조건축의 접합기술에 대한 체계적이고 과학적인 연구가 거의 이루어지지 않아 장인들의 지식에 의존하는 것이 일반적인 현실이다.
따라서, 목조건축의 접합기술을 체계적으로 정리하고 다각도로 분석하여 가장 합리적인 접합방법을 찾아내고, 접합기술에 대한 목조건축 조영 원리의 이해를 넓힐 필요가 있다. 목조건축의 짜맞춤 접합기술, 즉 맞춤과 이음에 대한 이해는 전통 목조건축의 발전과 현대화에도 중요하다.
전통 목조건축의 구조적 특성
전통 목조건축은 크고 작은 부재들이 맞춤과 이음으로 짜인 큰 구조틀로 이루어져 있다. 구조틀은 수평 부재와 수직 부재, 사장 부재 등의 목재부재로 구성된다. 수평 부재와 수직 부재는 건축물의 구조를 이루는 주요한 부재이다. 목조건축은 이들 부재가 세로방향과 가로방향, 수직방향으로 다양한 방법을 통하여 확장 전개하여 건축물의 구조체를 완성한다.
포작(처마 끝의 무게를 받치기 위하여 기둥머리에 짜맞추어 댄 나무쪽;공포( 包/貢包))으로 구성된 전통 목조건축의 가구식 구조는 기본적으로 몸체 부분과 포작 부분, 가구 부분으로 구성된다. 가구식 건축물은 기둥을 세우고, 기둥에 기타 부재를 짜맞추어 몸체 부분인 벽체를 구성한다. 가구식 벽체는 기본적으로 가로축과 세로축의 수평 부재와 수직축 수직 부재로 이루어져 있다. 가구식 벽체 구조의 목조건축물은 가로축과 세로축, 수직축의 3방향으로 목재부재를 연결하여 규모를 확장한다.
가로축은 가로방향 부재를 이용하여 확장하고, 세로축은 세로방향 부재를 이용하여 확장하며, 수직축은 기둥을 이용하여 규모를 확장한다. 몸체 부분의 주요 구조재는 수직 부재인 기둥과, 수평 부재인 창방과 평방, 각종 인방 부재로 구성된다.
수평 구조재는 기둥 위에 주로 놓인다. 포작 부분은 몸체 부분과 보 위의 가구 부분을 연결하는 구조부로서 기둥 상부에 위치하여 처마와 가구의 하중을 몸체 부분에 전달한다. 포작은 건축물의 구조역학적인 역할 이외에 장식적 역할을 하는 부분이다. 포작은 형태와 수법이 다양하여, 형식을 분류하거나 뚜렷하게 계통을 세우기 어려운 점이 있다.
목조건축의 포작은 크게 주심포계열과 다포계열로 분류되며, 세분할 경우 익공계열 포작이 포함된다. 주심포계는 기둥 위에만 공포를 배치하는 형식이고, 다포계는 기둥과 기둥 사이에도 공포를 배치하는 형식이다. 이들 포작은 부재를 두 방향으로 접합하여 수직으로 확장 전개한다.
짜맞춤 접합기술 - 맞춤과 이음
전통 목조건축에서 짜맞춤 접합은 기둥과 보 등으로 이루어진 건축물의 구조적 안정을 위해 중요하다. 전통건축에 사용된 다양한 구조재 중에서도 가장 기본이 되는 부재가 바로 기둥과 보이다. 일반적으로 기둥은 맞춤과 이음으로 수평부재와 접합하여 건축물의 접합체계를 이루면서 구조적 안정을 취할 수 있게 한다. 부재 접합방법은 건축물의 규모에 따라 다르지만, 이러한 접합방법은 부재의 상호관계 속에 결정된다.
기둥과 기둥 사이, 기둥과 수평부재 사이의 맞춤과 이음은 수평부재의 유무에 따라, 기둥의 위치에 따라 차이가 있다. 수평부재의 유무에 따라 기둥 상부는 수평부재와 수직부재뿐 아니라 또 다른 수평부재가 맞춤과 이음을 하여 기둥 상부의 접합체계를 이룬다. 기둥 상부의 접합은 기둥 상부 구조와 관계를 가진 동시에, 상부의 수직하중, 측면의 수평하중과 밀접한 관계를 가진다. 기둥 상부의 접합기술은 목조건축의 특성을 파악하는 데 중요하며, 목조건축의 구조를 해석하는 기초가 된다. 전통 목조건축에 사용된 기둥 사이, 기둥 상부와 수평부재 사이의 맞춤과 이음, 포작 부재 사이의 맞춤과 이음, 가구재 사이의 맞춤과 이음을 소개한다.
■ 맞춤
맞춤은 목재부재가 서로 직교하거나 경사지게 짜인 것을 말한다. 맞춤은 크게 수평부재와 수평부재의 맞춤, 수직부재와 수평부재의 짜맞춤으로 나뉘며, 이 외에 수직부재 사이의 맞춤도 있다.
맞춤은 이음에 비하여 다양하다. 맞춤은 맞댄맞춤과 통맞춤, 걸침턱맞춤, 반턱맞춤, 장부맞춤, 주먹장맞춤, 촉맞춤, 은장맞춤(나비장맞춤), 산지맞춤, 연귀맞춤, 사개맞춤 등이 있다. 목조건축물의 몸체 부분과 포작 부분, 가구 부분의 수직부재와 수평부재 사이의 맞춤은 기본적으로 맞댄맞춤, 반턱맞춤, 장부맞춤, 주먹장맞춤 등으로 다양하다. 맞춤은 이음 또는 보강재를 사용하여 외부 하중에 의한 맞춤부의 변형을 막고 부재 사이의 결속력을 유지하는 방법도 사용하였다.
수평부재와 수평부재의 반턱맞춤은 두 개의 수평부재가 직각으로 만날 때 사용하는 가장 기본적인 방법의 하나이다. 수평부재 사이의 장부맞춤은 섬유방향의 횡단면에 장부를 만든 부재와 섬유방향의 종단면에 장부 홈을 만든 부재 사이의 맞춤으로 장부의 목과 끝의 너비가 같다. 주먹장맞춤은 장부맞춤과 기본적으로 같으나, 장부 끝에서의 너비가 목의 너비보다 넓어 수평방향의 인장력에 의하여 빠지지 않게 한 점이 다르다. 수평부재 사이의 맞춤은 장부맞춤보다 주먹장맞춤이 일반적이다.
수평부재와 수직부재의 장부맞춤은 수직부재에 장부 홈을 파고, 수평부재에 장부를 만들어 짜맞춘 방법이다. 수평부재에 장부를 만들지 않고 수평부재의 제 몸을 그대로 수직부재에 바로 접합하는 방법이 있는데, 이를 통장부맞춤이라 한다. 그리고 장부 두 개를 만들어 수직부재에 접합하는 방법도 있는데, 이를 쌍장부맞춤이라 한다. 장부맞춤은 수평하중의 변화에 의하여 맞춤부에 인장력이 발생할 경우 수평부재가 수직부재에서 이탈하므로 산지를 수직부재와 수평부재의 장부에 박아 이탈되지 않게 할 수 있다.
주먹장맞춤은 수직부재 상부에 주먹장부 홈을 파고, 수평부재에 주먹장부를 만들어 수직부재 위에서 아래로 끼워 맞춘다. 주먹장맞춤은 수평하중에 의하여 인장력이 발생할 경우, 장부맞춤보다 부재 사이의 결속력이 강하다.
주먹장맞춤은 주먹장부 홈이 수직부재의 상부에 있는데, 이와 달리 수직부재 몸에 주먹장부 홈을 파서 맞춤할 수도 있다. 수직부재 몸에 주먹장부 홈을 낸 맞춤은 내림주먹장맞춤이라 하는데, 이 경우 조립을 위해서 수평부재 춤의 1/3~1/2을 주먹장부로 하고, 나머지는 장부맞춤으로 조립한다. 이러한 맞춤에서 주먹장부 춤만큼의 공백이 생기면 쐐기를 박아 부재 사이의 결속력을 유지한다. 요즘 대부분의 문화재 공사현장에서는 장부맞춤을 하고 산지나 띠쇠를 박아 보강한다.
수평부재와 수평부재, 그리고 수직부재 사이에 사개맞춤을 사용하는데, 특히 우주 상부에서 쉽게 볼 수 있다. 사개맞춤은 기둥 상부를 십자로 장부 홈을 파고 두 방향의 부재가 장부 홈에서 만난다. 가로방향 부재와 세로방향 부재는 반턱맞춤을 하고, 반턱맞춤을 한 두 부재는 다시 기둥과 장부맞춤을 한다. 우주 이외에 평주에도 기둥 상부에 사갈을 트고 세로방향 부재와 가로방향 부재가 맞춤을 한 사례도 있다.
■ 이음
이음은 목재부재 사이의 접합방법 중 하나로서 크고 작은 두 개 이상의 단일 부재를 길이 방향으로 짜맞추는 방법 또는 그 자리를 말한다. 이음은 섬유방향이 같은 횡단면이 서로 면하며, 맞춤은 횡단면과 종단면이 면하고, 쪽매는 두 종단면이 평행으로 면하여 이루어진다.
수평부재 사이의 이음은 기둥 상부 중심에서 짜맞춤을 하므로 이음부에 압축력과 인장력이 발생한다. 수직부재의 이음은 압축력을 받는다. 수평 구조재의 이음은 기본적으로 맞댄이음과 반턱이음, 장부이음, 주먹장이음, 엇걸이이음 등이 있으며, 이음에 보강재를 사용하는 경우도 있다.
맞댄이음은 같은 길이방향의 두 부재 마구리를 맞댄 것이다. 맞댄 이음새가 직각이 아닌 빗각인 경우도 있다. 맞댄이음은 두 부재를 맞댄 상태로 마무리하는 경우도 있지만, 두 부재 사이의 결속력을 높이기 위하여 나비장이나 철물 등 보강재를 사용하는 경우도 있다.
반턱이음은 같은 길이방향의 두 부재가 턱을 두고 서로 맞댄 형태인데, 하나는 받을장 다른 하나는 엎을장이 된다. 반턱이음은 인장력에 약한 이음이지만, 엎을장 부재의 이음부에 압축하중을 가하여 부재 사이의 마찰력으로 결속력을 유지한다. 맞댄이음과 반턱이음은 구조적 안정을 위해서 상부의 압축하중과 가로방향의 수평하중 사이의 힘의 균형이 필요하며, 가로방향의 인장력이 클 경우 이음부의 결속력이 떨어진다.
장부이음은 목재부재의 제 몸에 장부와 장부 홈을 만들어 이음을 한 것으로, 장부 끝과 장부 목의 너비가 같다. 주먹장이음은 장부 끝의 너비가 장부 목의 너비보다 크다. 장부와 주먹장이음은 우리나라 목조건축물에 다양하게 사용되는데, 장부이음보다 주먹장이음을 더 많이 사용한다. 장부이음은 앞의 두 사례와 같이 가로방향 인장력에 대하여 결속력이 약하여, 인장력을 보강할 목적으로 산지 또는 철물을 이용하여 결속력을 높인다.
주먹장이음은 보강재를 사용하지 않아도 인장력에 대하여 부재 사이의 결속력을 유지할 수 있으며, 이음부에 압축력이 가해질 때 결속력이 증가된다. 주먹장부가 작을 경우 부재의 수축과 갈라짐에 의한 치수변화로 이음부에 틈이 생겨 결속력이 떨어진다. 목조건축의 목재부재 사이의 이음은 여러 종류가 있지만 가장 많이 사용하는 이음은 주먹장이음이다.
봉정사 극락전
봉정사 극락전 내부 가구도
부석사 무량수전의 가구도
몸체ㆍ포작ㆍ가구 부분
맞춤 개념도
주먹장맞춤
수평부재 간 맞춤(반턱맞춤, 장부맞춤, 주먹장맞춤)
수평부재와 수직부재 간 맞춤(통장부맞춤, 장부맞춤,쌍장부맞춤, 주먹장맞춤)
보강재를 이용한 수직부재와 수평부재 사이의 맞춤
장부이음
맞댄이음
반턱이음
수평부재와 수직부재 간 맞춤(사개맞춤)
이음 개념도
부석사 무량수전
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