CFS 스틸하우스의 구조성능

2023년 여름, 기록적인 폭우로 '강화 바람언덕 공동체마을' 일부 세대 후면에서 산사태가 발생했습니다. 5미터 이상 보강토 옹벽이 붕괴되며 다량의 토사와 보강토 블록이 주택을 직접 덮친 사고였는데, 외관상으로는 상당한 충격을 받은 상황이었지만,외장과 벽체를 철거하고 구조체를 직접 확인한 결과는 의외로 명확했습니다.

사진이 보여주는 구조의 실제 상태

• 변형이 발생한 부재: 스터드 4본

• 국부 좌굴·굴곡 발생

• 프레임 전체 변형: 없음

• 건물 사용성 및 구조 안정성: 유지

  
  

사진에서 보듯이 스터드는 찌그러졌지만 끊어지지 않았고, 가새(브레이스) 역시 변형은 있으나 파단 없이 하중을 전달한 상태였습니다. 다행히 손상된 8개의 스터드만 교체하고 마감하여 신속히 복구하였고 이 단지는 2023년 건축문화대상 주거부문 대상을 수상하게 되었습니다.

이 사진은 구조공학적으로 매우 중요한 의미를 가집니다.

연성 스틸구조의 응력–변형률 곡선으로 보는 구조의 거동

모든 구조 재료는 하중을 받으면응력–변형률(Stress–Strain) 곡선을 따라 거동합니다.

① 연성재료(steel, CFS)의 곡선

• 탄성구간: 하중 제거 시 원상 복귀

• 항복 이후: 소성구간 진입

• 큰 변형이 발생해도 하중을 계속 지지

• 파괴 전까지 에너지 흡수 능력 큼

이번 현장의 스터드는명확하게 탄성구간을 넘어 소성구간까지 진입했습니다.하지만 바로 파괴되지 않고,토압과 충격 에너지를 변형이라는 형태로 흡수했습니다.

즉,

부서지지 않고 버티며 시간을 벌어준 구조

이것이 연성구조의 핵심입니다.

② 취성재료(concrete)의 곡선

• 탄성구간 이후 거의 변형 없이 파괴

• 에너지 흡수 능력 매우 낮음

• 균열 발생 = 구조 성능 급격한 상실

같은 조건에서 콘크리트 벽체였다면사진에서 보이는 “찌그러짐” 대신균열 → 박락 → 구조 손상으로 이어졌을 가능성이 큽니다.

목구조는 연성일까, 취성일까?

재료 자체로 보면

• 목재는 비교적 연성적 거동

• 일정 변형까지 하중을 버팀

구조 시스템으로 보면

• 접합부(못, 철물, 볼트)가 취성 거동

• 충격·집중하중 시 접합부 파괴가 먼저 발생

• 수분·부식·시공 품질에 민감

즉, 목구조는

“조건부 연성 구조”

설계·시공·유지관리 수준에 따라연성처럼 보일 수도, 취성처럼 무너질 수도 있습니다.

이번 사례가 보여준 구조의 본질

이번 사진들은 단순한 피해 기록이 아닙니다.구조 시스템의 성격이

그대로 드러난 장면입니다.

• 하중이 국부에 집중되었지만

• 스터드와 가새가 변형으로 에너지를 흡수하고

• 전체 프레임은 안정적으로 유지

• 보수 가능한 상태로 구조가 남음

  
  

이는 경량이라서 약한 구조가 아니라, 연성이라서 살아남은 구조라는 점을

분명히 보여줍니다.

스틸하우스의 구조성능은 “버티는 방식”이 다릅니다

스틸하우스는

• 파괴를 전제로 하지 않고

• 변형을 통해 에너지를 흡수하며

• 사람과 구조의 안전을 우선 확보하는 시스템입니다.

재난은 항상 설계하중을 넘어옵니다. 그때 중요한 것은“안 무너지느냐”가 아니라“어떻게

버티느냐” 입니다. 이번 사례는 그 질문에 대한 하나의 명확한 답입니다.