볼드 아치

Bald arch
시리아 팔미라의 로마 원형극장 아치 파손

대머리 아치는 돌이나 석조 건축물의 중요한 키스톤에 부패한 것을 특징으로 하는 아치형 아치형이다. 그대로 놔두면 상태의 진행은 결국 아치와 아치에 의해 지탱되는 어떤 구조물의 고장으로 이어질 것이다.

원인들

아치의 구조적 저하는 다양한 이유로 발생할 수 있다. 아치를 구성하는 돌이나 석조 부품은 장기간에 걸쳐 물리적, 화학적 공격에 취약하다. 손상의 원인으로는 대기 상태, 사람이 유발하는 기계적 스트레스, 부적절한 설계, 지진이나 야생동물과 같은 자연적인 장애 등이 있다.

접지 시프팅

아치 아래 지반이 움직이면 아치 안의 돌들 사이의 기계적 관계가 바뀌면서 결국 지반이 파괴된다. 아치는 각 돌의 표면에 힘을 균등하게 분배한다. 아치 아래로 지면을 이동하면 응력 분포에 부정적인 영향을 미친다. 아치형 아치는 양쪽이 서로 어긋나면 중앙에 주저앉을 것이다.[1] 옆면이 서로 가깝게 움직이면 아치 안에 경첩이 형성돼 그 부위에 대한 스트레스가 높아진다.[2] 또한 아치는 수평에서 벗어나 각도가 되어 정상적이지 않은 힘을 개별 돌의 면으로 유도할 수 있다.

지면은 여러 가지 이유로 장기간에 걸쳐 이동할 수 있다: 지진, 서리, 부은 흙, 나무뿌리, 동물굴, 그리고 불안정한 토양 모두가 건물의 기초를 움직일 수 있는 잠재력을 가지고 있다.[1]

웨더링

노섬버랜드 홀리섬에 있는 린디스파른 프리오리의 매우 노출된 아치.

날씨는 석조 건축물을 파괴하는 데 중요한 역할을 한다. 매일 또는 매년 냉동/토우 사이클을 수행하면 균열에 갇힌 물이 팽창하여 돌이 부서지거나 원래 위치에서 이동하게 된다.[1] 땅에 서리가 내리면 구조물이 움직여서 불안정해질 수 있다.[1] 강수량은 특정 물질에도 해로울 수 있다. 석회석과 시멘트는 비로 인해 풍화되기 쉽다.[3] 천연 빗물은 대기 중의 이산화탄소로 인해 pH가 5.6이다.[4] 이것은 석회석과 시멘트를 구성하는 탄산칼슘을 녹일 수 있을 만큼 충분히 낮다. 대기오염은 빗물의 pH를 떨어뜨림으로써 이 효과를 크게 높일 수 있다.[3] 미국 동부에서 빗물의 pH는 2.0까지 낮을 수 있다.[4]

비는 또한 돌이나 다른 원천에서 나온 염분을 녹이고 소금을 다시 파내어 돌이나 그 사이에 있는 갈라진 틈으로 만들 수 있다. 소금들은 물이 증발하면서 결정화되어 균열 가장자리에 압력을 가하고 돌들이 움직이거나 부서지게 할 것이다.[3] 이 효과는 해안과 도시 환경에서 가장 두드러진다.[1] 도로와 보도를 얼리기 위해 소금을 사용하는 도시들에서도 소금 피해가 만연하고 있다.[1]

아치가 돌 사이에 모르타르를 포함하면 모르타르를 풍화시킬 가능성이 있다. 박격포가 퇴화함에 따라 양쪽에 있는 돌은 지지대상이 되어 실패로 이어질 것이다.

진동

진동을 일으키는 인간의 활동은 다른 구조적 요소들과 마찬가지로 부주의로 돌 아치를 손상시킬 수 있다.[5] 도로 교통으로 인한 진동은 돌이 서로 갈리고 시간이 지남에 따라 이동하게 할 수 있다. 아치가 결국 불안정해지고 무너질 수도 있다.

설계 결함

측면의 적절한 지원이 부족한 아치는 슬럼프에 빠지고 실패하게 된다. 모든 아치는 구조물의 무게의 일부를 수평 바깥쪽으로 추력한다. 이 구조물은 당분간 안정적일 수 있지만 아치는 그 주변의 벽을 계속해서 바깥쪽으로 밀어낼 것이다. 이것은 적절한 공학에 의해 방지된다. 아치는 외벽의 버팀목으로 받칠 수도 있고, 아치와 코너 사이에 굵고 무거운 벽으로 시공하거나, 아치를 직렬로 사용하여 각 아치가 측면에 있는 다른 두 개의 아치에 의해 반대되도록 할 수도 있다.

예방

대머리 아치 상태는 시공 단계에서 예방 조치를 취하고 시간이 지남에 따라 석조물을 적절히 유지함으로써 예방할 수 있다. 단단한 기초를 사용함으로써 지면의 움직임을 피할 수 있다. 기초 부근의 초목을 제거하고 동물들이 굴을 파고드는 것을 막는 것은 기초가 안정적으로 유지되는 데 도움이 될 것이다.

건물 주변의 배수를 보장하고 지붕을 양호한 상태로 유지함으로써 서리 피해를 줄일 수 있다. 이렇게 하면 추운 날씨에 물이 돌을 포화시키고 금이 가는 것을 막을 수 있을 것이다. 돌에 물이 들어가지 않게 하는 것도 소금과 산성비 피해를 예방할 것이다. 불행하게도, 벽에서 빗물을 막는 것이 항상 가능한 것은 아니다. 비와 오염으로부터 보호하기 위해 이 돌에 페인트를 칠할 수 있지만, 이것은 종종 역사적인 건물의 외관을 바꾸기 때문에 거절된다.[3] 돌을 정기적으로 청소하는 것은 화학적 풍화 효과를 줄이는 데 도움이 될 수 있다.[3] 석재 겉면에 오염물질이 쌓이다. 그들은 돌과 반응하여 바깥부분을 퇴화시킨다. 이렇게 되면 돌의 외형이 저하되고 결국 실패할 정도로 약해질 것이다. 가장 인기 있는 방법은 민물로 문지르거나 증기청소를 하는 것이다. 이것은 큰 건물치고는 매우 비싸고 시간이 많이 걸린다. 한 계절에 건물 전체를 치료하는 것은 불가능할 수 있으며, 높은 곳에 이르기 위해서는 비계를 세워야 할 것이다.

복원

아치는 역사적·기념비적 건축에서 흔히 볼 수 있기 때문에 보존하는 것이 바람직할 때가 많다. 퇴화된 아치를 복원하거나 보존하기 위해 수많은 방법을 사용한다. 아치를 복원하는 첫 번째 단계는 구조물을 평가하여 손상이 얼마나 심각한지, 어떤 기술이 수리에 가장 적합한지 판단하는 것이다. 설계자 또는 엔지니어는 아치가 얼마나 빨리 저하되는지 확인하기 위해 일정 기간 동안의 변형률을 측정한다. 정착기간 중 시공 직후 변형이 발생할 수 있었다. 그렇다면 피해 복구는 덜 시급하다.[2]

복원 목표는 중요한 고려 사항이다. 더 이상의 악화를 막는 데만 목적이 있다면 원상회복에 목적이 있는 경우보다 일이 적을 것이다.

쇼링

아치는 구조물에 새로운 재료를 추가함으로써 절단될 수 있다. 고장 모드에 따라 아치 보강 방법이 결정된다. 아치의 가장 흔한 실패는 정상 부근의 돌들이 바깥쪽으로 움직이는 것이다. 아치는 지속적으로 측면으로 압력을 가하므로 바깥쪽으로 압력을 관리해야 한다. 아치가 옆으로 고장나는 경우 측면 추력을 억제할 수 있는 버팀대를 만들 수 있다. 강철 장력봉은 경우에 따라 원래 모습을 유지하기 위해 외부 버팀대를 대신할 수 있다.[3]

아치 전체를 준비하지 않고 아치에서 어떤 돌도 제거하면 실패하게 된다. 아치를 받쳐 주어야 어떤 일이든 할 수 있다. 이것은 아치가 처음 지어지는 방식과 유사한 나무 트러스의 잘못된 작업으로 이루어진다. 아치 전체가 나무로 된 오물로 받쳐져 있다. 그런 다음 개별 스톤을 제거하고 수리하거나 교체할 수 있다. 돌 사이의 이음새에 위치를 바꾸거나 그라인딩하면 구조물의 건전성을 크게 향상시킬 수 있다.[2] 아치가 내려앉은 경우 유압잭을 이용해 치어를 할 수 있고, 그 다음 돌을 제자리에 밀어넣어 다시 기름을 칠 수 있다. 아치를 수리하는 동안 아치가 지탱하는 구조물을 지지해야 하기 때문에 이것은 매우 까다로운 작업이 될 수 있다.

아치는 또한 강철 트러스를 사용하여 보강될 수 있다. 일부 반대자들은 이것이 아치의 외관을 떨어뜨리고, 그것이 그들을 치아 교정기처럼 보이게 한다고 믿는다. 이 지원이 없다면, 그 건물은 구조적으로 불안정할 것이다.

추가 읽기

  • 옵저버의 건축서 - 존 페노이어와 마이클 라이언
  • 교회 유지 보수 안내서 - 제임스 레드콕

참조

  1. ^ a b c d e f John., Ashurst (2007). Conservation of ruins. Butterworth-Heinemann. ISBN 9780750664295. OCLC 883973264.
  2. ^ a b c Feilden, Bernard (2007-06-07). Conservation of Historic Buildings. doi:10.4324/9780080502915. ISBN 9780080502915.
  3. ^ a b c d e f John., Harvey (1972). Conservation of buildings. John Baker. OCLC 878934936.
  4. ^ a b Willey, Joan D.; Bennett, Ramona I.; Williams, Jeanne M.; Denne, Robert K.; Kornegay, Cynthia R.; Perlotto, Mark S.; Moore, Beth M. (January 1988). "Effect of storm type on rainwater composition in southeastern North Carolina". Environmental Science & Technology. 22 (1): 41–46. doi:10.1021/es00166a003. ISSN 0013-936X. PMID 22195508.
  5. ^ "Traffic-induced vibration in buildings - use of site cut-off frequency as a remedial measure" (PDF). Institute for Research in Construction, National Research Council of Canada. Retrieved 2 October 2021.