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벽체에는 2가지 유형이 있다.

바닥과 지붕의 하중을 지탱하는 내력벽(耐力壁)과 자체 무게만을 지탱하고 주로 공간을 나누는 역할을 하는 비내력벽으로 나뉜다. 돌이나 벽돌로 쌓은 내력벽은 지지해야 하는 하중에 비례해 두꺼워진다. 대개 벽의 윗부분일수록 두께가 얇아지는데 그 이유는 아래쪽으로 내려갈수록 하중이 더해지기 때문이다. 옆에서 작용하는 힘을 견디기 위해서는 벽전체의 두께가 두꺼워지거나 힘이 집중되는 특정 부위가 두꺼워야 하므로 부축벽을 쓰기도 한다.

어떤 벽을 어느 곳에 세울까 하는 문제는 바닥과 지붕을 받쳐주는 방식에 따라 결정된다.

가장 널리 쓰이는 방식은 보를 이용한 것으로, 보는 양쪽 끝이 벽과 붙어 있는 수평부재이기 때문에 결국 보의 최대 허용길이가 내력벽 사이의 거리를 결정하게 된다.

비내력벽은 구조틀을 이루는 부재에 얹혀 있거나 매달려 있는 것이므로 일종의 커튼이 칸막이와 같다. 따라서 무거운 목조나 그밖의 골조 등 여러 부재가 하중을 지탱하는 곳에서만 비내력벽이 가능하다. 비내력벽에는 전통적인 재료들이 흔히 쓰이지만 유리 플라스틱·합금(合金)·나무도 마찬가지로 효과적이다.

최근에는 이같은 다양한 재료들을 사용하여 표현이 더욱 자유롭고 광범위하며 창조적이 되었다.

구조물에서 하중과 지지의 관계를 가장 간단하게 나타내 주는 것이 가구식 구조이다. 이 구조는 각종 형태의 2개의 수직기둥 위에 수평으로 얹혀진 제3의 부재(인방, 보나 대들보, 서까래)를 떠받치고 있다. 인방은 변형되거나 부서지지 않으면서 하중을 견딜 수 있어야 한다.

또한 기둥은 인방과 인방에 작용하는 하중을 떠받치면서 꺾어지거나 휘어져서는 안된다. 따라서 이때 사용하는 각각의 재료는 대단히 강하고 응집력이 높아야 한다.

선사시대로부터 로마 시대에 이르기까지 가구식 구조는 건축설계의 기본으로, 이집트 사원 내부와 그리스 사원 외부에서 기둥(column) 위에 돌 인방이 얹혀있는 모습을 볼 수 있다. 고대에도 기둥과 인방은 세련되게 사용되었으며 주철기둥이 나타날 때까지 근본적으로 변화가 없었다.

주철기둥은 공간을 적게 차지하면서도 대단히 큰 무게를 지탱할 수 있으므로 건물의 덩치와 무게를 크게 줄였다. 오늘날에는 철골과 콘크리트 구조에서도 가구식 구조방식을 다시 사용하고 있다. 그러나 철골조는 대단히 강한 구조로 기둥과 인방을 일체화하여 응력을 분산시킴으로써 가구식 구조의 기본 개념을 탈피했다.

아치는 원호 모양으로 휜 인방이라고 할 수 있다.

아치 기술을 발명함으로써 작고 가벼운 돌들을 쐐기 모양으로 자른 뒤 이어 쌓는 방식으로 개구부를 넓힐 수 있게 되었다. 이때 아치를 구성하는 돌들은 서로 이웃한 돌의 전 표면을 단단히 압착하여 그 부분의 하중에 대해 동일하게 작용하는데 아치 내부의 응력은 원호를 따라 바깥쪽으로 향하도록 압착하고 있는 셈이다. 이때 하중이 실리면 응력은 아래쪽으로 방향을 바꾸어 추력(推力)이라 부르는 사선 방향의 힘을 내는데 이 힘을 적당히 받쳐주지 않으면 아치가 무너진다.

이론적으로는 무한히 큰 아치를 만들 수 있으나 아치가 커질수록 추력도 커지므로 아치를 만들거나 받쳐주기가 더욱 어려워진다.

아치는 이집트와 그리스에서 널리 알려져 있었으나 기념비적 건축에는 부적합하다고 여겨졌다. 로마 시대에 이르러 다리와 수로에 충분히 이용되었고 중세와 고딕 건축에서는 아치의 플라잉 버트레스와 첨두 아치 등 새로운 형태와 쓰임이 발견되었다.

20세기에 들어와 철골과 콘크리트, 얇은 나무합판으로 만든 아치들은 아치의 개념과 기술을 바꾸었다.

구성 요소도 쐐기 모양의 돌과는 완전히 다르며 매우 견고하여 수직 방향으로만 지탱해도 되고 반쪽 아치 모양을 따로 만들어 경첩으로 붙일 수도 있다. 또한 얇은 슬래브나 다른 부재들(철근 콘크리트 구조에서 가능)로 만들 수도 있는데 이럴 때 응력은 분산되어 가벼운 지지체만 있어도 아치의 장점에 인방의 장점을 합친 구조가 되는 것이다. 이러한 개혁으로 설계의 영역은 크게 넓어졌고 하부구조를 크고 무겁게 만들지 않고도 큰 공간을 덮을 수 있게 되었다.

볼트의 기본형인 반원통형 볼트(barrel vault)는 고대 이집트와 근동지방에서 나타난 것으로 간단히 말하자면, 깊이가 있는 3차원적 아치라고 할 수 있다.

반원통형 볼트도 아치와 마찬가지로 추력을 발생시키기 때문에 두꺼운 벽으로 받쳐주어야 하며 벽에 만드는 개구부의 크기와 수를 제한해야 한다. 그러므로 반원통형 볼트는 환기와 채광이 잘 안된다는 결점이 있다.

교차 볼트(groin vault)는 2개의 반원통형 볼트가 직각으로 교차한 것이다. 로마인들이 개발한 이 볼트는 길이에 구애받지 않고 계속 반복할 수 있다는 장점이 있다. 리브 볼트(rib vault)는 고딕 건축가들이 만든 것으로 볼트의 양쪽 가장자리를 따라 아치를 떠받치는 갈빗대 같은 기둥인 리브가 뻗어 올라 천장에서 대각선으로 교차함으로써 이루어진다.

이 볼트는 위에 돌이나 벽돌이 놓여도 무게를 견딜 수 있다(→ 고딕 건축).

플라잉 버트레스가 개발됨으로써 벽의 두께는 얇아지게 되었고 조적벽 대신에 더욱 넓은 면적의 유리창을 낼 수 있었다. 플라잉 버트레스는 가장 큰 힘이 작용하는 지점에 볼트의 높이만큼 외부용 반(半) 아치를 설치하여 추력에 저항하는 반추력을 생기게 하는 장치이다.

19세기에 들어와 유리 같은 가벼운 재료를 쓰기 위해 거대한 철골 볼트가 생겨났으며 이를 이용해 런던의 수정궁 같은 건물이 지어졌다.

또한 슬래브를 굽히거나 곡선으로 주조하여 철근 콘크리트를 이용한 셸 볼트를 만들었는데, 이것은 더 이상 하중을 벽으로만 전달할 필요가 없어졌기 때문이며 볼트 설계가 훨씬 자유로워졌다.

돔은 볼트와 마찬가지로 아치에서 발전한 것이다. 돔의 가장 간단한 형태는 한 점을 중심으로 일련의 아치들을 돌아가며 계속 만든 것으로 볼 수 있기 때문이다. 따라서 돔도 전체 둘레를 따라 추력이 생긴다. 초기에 기념비적인 건축에 쓰인 돔은 육중한 벽으로 받쳐주어야 했고, 이 때문에 중세 후기의 경쾌하고 수직적인 양식에는 부적당하여 쓰이지 않다가 르네상스와 바로크 시대에 들어와서 널리 사용되었다.

르네상스 시대의 건축가들은 돔을 세우기 위해 고딕식의 리브 구조를 채택했고 높은 드럼(원통벽)을 만들거나 돔의 만곡부를 다양하게 만들기 위해 하중과 추력을 줄이는 새로운 수단들을 개발했다. 지오데식 돔은 20세기 R. 버크민스터 풀러가 고안한 것인데, 3면체나 다면체로 가벼운 골조나 평면을 이룬 구(球)의 형태로 아치의 기본원리를 벗어나 구조물 자체로 힘을 분산시킨다.

이 돔은 가벼운 벽으로도 받쳐줄 수 있으며, 완전한 구조체로서 땅 위에 직접 세울 수도 있다.

트러스는 3각형의 각 변의 길이가 달라지지 않으면 결코 모양도 달라지지 않는다는 기하학적인 원리를 이용한 것이다. 그러므로 강한 재질로 만든 3각형 틀은 바람의 압력같은 외부 힘에도 강하다. 적당한 크기의 부재 3개만으로는 만들기 곤란한 큰 규모의 트러스 구조를 조립할 때 작은 3각형을 여러 개 연결하여 큰 3각형을 대신하는 방식을 택한다.

어떤 재료로 조립된 구조라도 바닥이나 벽에 기대지 않고 설 수 있는 튼튼한 골조가 있을 때 안전해진다.

조적식 골조는 벽이 없으면 고정될 수 없기 때문에 골조 구조가 아니다. 반면에 나무·철강·철근 콘크리트 등은 압축과 인장 모두에 강하므로 골조구조에는 가장 좋은 재료이다.

무거운 목재구조에서는 보가 충분히 강하기 때문에 상부층과 지붕이 저층의 기둥 경계선보다 밖으로 나올 수 있다. 상부층과 지붕의 돌출은 공간을 넓히고 비바람을 막아주는 역할을 한다. 이런 구조의 부재들은 대개 외부로 노출되어 있다. 중국·한국·일본의 건축에서 골조 사이의 공간들은 가벼운 칸막이로 둘러싸여 있으며 북유럽에서는 얇은 버팀대로 구획하기도 하고, 합판·패널·벽돌로 구획하기도 한다.

이 구조법이 선사시대에서 19세기 중엽에 이르기까지 동아시아와 북유럽에서 가장 일반적으로 쓰였다.

그뒤 무거운 목재구조 방식은 미국식의 가벼운 목골조(balloon frame) 방식으로 대체되었다. 골조는 작은 부재들로 촘촘히 구성되어 있으며 시간이 오래 걸렸던 과거의 이음방식이나 맞춤방식 대신 못으로 각 부재를 연결하므로 다루고 조립하기가 쉽다. 가벼운 목골조는 수직·수평의 합판재나 널빤지로 감싸는데 비바람을 막기 위해 서로 연결하고 중첩시킨다.

이런 작업은 골조를 꽉 조이고 보호하는 역할도 한다. 따라서 철골구조와는 달리 구조적으로 독립되어 있지 않다.

철골구조는 재료가 대단히 강해 적은 부재로도 훨씬 견고하므로 전체적으로 무척 단순하다. 철강은 하중 지지력이 좋아 다른 재료로 지은 건물보다 몇 배 높이 지을 수 있다.