고딕 - 리브 볼트와 첨두 아치

고딕건축의 구조적 특징은 리브 볼트, 첨두 아치, 플라잉 버트레스, 첨탑 등을 들 수 있습니다. 그중에서 고딕은 상부 볼트(Vault)의 하중을 줄이기 위해 리브 볼트로 발전해갔습니다. 상부의 하중을 줄여야만 옆으로 밀려나는 볼트의 추력을 줄일 수 있습니다. 고딕건축의 주요 특징인 리브 볼트와 첨두 아치를 살펴보겠습니다.

 

리브 볼트(Rib vault)

리브 볼트는 네이브 천장의 하중을 줄이기 위해 고안된 것입니다. 볼트가 교차하는 대각선 부분을 두꺼운 부재(Rib)로 만들고 이 리브를 따라 힘이 피어로 전달되도록 유도했습니다. 천장의 나머지 면은 가벼운 재료로 채워 무게를 줄일 수 있습니다.

 

 

사각형 평면의 모서리에 피어를 세우면 이 평면 위를 덮는 돔의 무게는 피어로 모아져야 합니다. 피어를 연결하는 선을 돔의 형태를 따라 그리면 돔의 꼭짓점을 지나는 대각선이 그려지는데, 결국 이 대각선으로 힘이 집중된다고 볼 수 있습니다.

 

로마네스크양식에서는  이 부분을 그로인볼트로 발전시켰는데, 고딕은 이 선을 리브로 바꾸었고 돔의 하중을 리브로 모은 후 피어로 전달하는 패턴을 명확하게 발전시켰습니다. 

 

영국 남부에 있는 엑서터(Exeter)성당의 내부를 보시면 리브볼트를 따라 선명하게 수직선이 강조되는 내부 공간을 느끼실 수 있습니다. 장미의 창은 덤입니다.

 

 

고딕은 피어의 수직선과 돌출된 리브의 선으로 수직선을 강조합니다. 고딕 성당에 들어가면 사람들의 시선이 자연스럽게 위로 향하게 됩니다. 피어가 여러 개의 수직선으로 분할되어 있어 수직선이 두드러지고 위쪽으로 시선을 점점 옮겨가면 리브의 선들이 정점을 향해 모아진다. 시선을 거꾸로 해서 위에서 아래로 내려가면 천장의 힘이 분할된 기둥을 따라 흘러가는 것이 명확히 눈에 드러납니다.

힘을 많이 받는 리브는 무겁고 단단한 석재를 써야 합니다. 나머지 부분을 가벼운 석재로 채우면 돔 전체의 하중을 줄일 수 있습니다. 리브 볼트 전체 무게가 줄어들면 추력도 그만큼 감소합니다.

 

고딕의 리브 볼트는 4분볼트(Quadripartite vault), 6분 볼트(Sexpartite vault) 등으로 발전했습니다 천장의 리브를 바닥의 직사각형에 투영했을 때 리브에 의해 분할되는 면의 개수로 이름을 붙인 것인데, 후기로 갈수록 점점 복잡해지면서 장식도 화려해집니다.

 

■ 리브 볼트의 구성/ 리브 볼트의 종류

 

첨두 아치(Pointed arch)

반원형 아치를 세워 현수선에 가깝게 만들면 부재의 두께를 줄일 수 있습니다. 아치의 라이즈를 높이면 추력을 줄일 수 있고 아치의 중심선을 따라 압축선이 작용하도록 만들어 재료량을 절감할 수 있습니다.

 

반원형으로 아치를 만들면 사각형으로 된 평면의 모서리에 피어를 세우고 리브로 천장의 뼈대를 만들면 곤란한 문제가 생깁니다. 맨 위 사진에서 볼 수 있는 것처럼 피어 사이를 연결하는 여러 개의 리브 아치가 생기는데 이 아치의 높이가  맞지 않기 때문에 높이를 맞추어야 하는 문제가 생깁니다. 사각형은 변의 길이보다 대각선의 길이가 길기 때문에 사각형의 모서리를 따라 피어를 연결한 아치보다 대각선 방향으로 연결한 아치의 높이가 더 높게 됩니다.

 

 이 문제를 해결하는 방법은 유럽의 지역마다 조금씩 다르게 나타납니다. 사각형의 모서리에 생기는 아치를 높이 차이만큼 들어 올려서 해결할 수도 있고, 아치 자체의 라이즈를 높여서 해결할 수도 있습니다. 이런 식으로 아치의 라이즈를 높이면 첨두 아치 형태를 만들어낼 수 있는데, 고딕은 이 첨두 아치를 적극 활용했습니다.

 

영국 솔즈베리(Salisbury) 대성당 내부 전경

첨두 아치는 아치에 작용하는 압축선이 좀 더 아래쪽으로 향하도록 유도할 수 있습니다. 압축선을 수직요소와 수평 요소로 분할했을 때 나타나는 수평선 요소가 크면 그만큼 아치의 두께를 두껍게 해야 합니다. 첨두 아치는 압축선을 세울 수 있기 때문에 수평선 요소가 작아지고 아치의 두께를 좀 더 줄일 수 있습니다.

 

■ 서양건축사 목차

 

특수구조 등 구조디자인과 관련된 내용들입니다.

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▶ 케이블 구조의 역학
▶ 케이블과 진동
▶ 케이블의 형태
▶ 케이블 건축물 - 일본 국립 요요기 경기장

 

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▶ 아치구조
▶ 아치구조의 역학
▶ 가우디와 아치
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▶ 돔(Dome) 구조 - 펜텐티브와 판테온

▶ 고딕 - 플라잉 버트레스, 부축벽, 첨탑

 

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