분야
doc세계 최대의 지붕들
(The Largest Roofs in the World)
판테온, 아이아, 소피아, 산타마리아 델 피오레, 성피터 사원, 아메트 회교사원, 애스트라 돔, 루이지아나 슈퍼 돔, 폰티액 경기장 등이 유명하다. 돔은 친교와 위엄의 이미지를 주고 인간 정신의 기본적인 몇 가지 같은 정서를 갖는 사람들을 보호하고 수용하는 공간을 제공한다. 또한 이들은 하나의 도시를 정의하는 모뉴멘트로서 수마일 주위에서도 볼 수 있는 일종의 산이고 동굴이며 한 시대의 독톡한 분위기를 나타내는 예술의 정점이기도 하다. 돔은 하늘에 가장 가까운 실체이며 인간이 만든 하늘의 표현으로서, 이로 인해 우리의 왜소함과 고독을 포옹하여 맑은 밤 하늘같이 보호하는 것처럼 보인다. 돔은 그 깊이를 헤아릴 수 없는데 인간의 이미지 부좌가 그 크기 측정을 더욱 어렵게 만든다. 추상적인 설계로 돔의 내부 표면을 한충 더 신비스럽게 하며 태양빛 나는 휘황 찬란한 착색 타이로 외부표면을 성공적으로 처리하고 있다. 고고학적으로, 회교사원 돔을 기점으로 세계제국의 상징인 로마의 구형 돔이 성장하였고 다음에 판테온 신전의 거대한 크기에 도달하여 전세계 문명국에 전파되었다. 돔은 2000년 이상, 인류가 이룩한 정신적 기술적 발전을 집대성한 가장 위대한 건축 및 구조의 업적이다.
구조체로서의 돔(The dome as Structure)
돔은 반드시 바람의 압력을 흡인력을 포함해서 그것의 하중과 적재하중, 혹은 북부지방에서는 적설하중 등을 전달하여야 하고, 이러한 하중들은 반드시 지반으로 전달하여야 하며 아치의 작용에 익숙해짐에 따라 곡면수직선 혹은 자오선을 따라 작용한다는 것을 알게 된다. 꼭대기에서 밑으로 하중이 축적된다면 이 하중이 수직 자오선을 따라 돔의 지지점까지 접근함에 따라 더욱 압축될 것이다. 아치는 밖에서 밀려고 하며 위쪽으로 벌어지는 것을 막기 위하여 부벽이나 수평부착보가 필요하나 돔은 필요없기 때문에 계속해서 원 위에 설치된 일련의 아치가 아니라는 것을 알 수 있다. 돔이 상이하게 작용하는 것은 돔을 구성하는 가설아치가 돔의 수직단면을 따라 함께 결합된다는 사실이다. 하나의 일체적 구조체를 형성하며 돔의 두께가 감소하고 부벽과 수평부착보가 없어지는 것은 전적으로 일체성에 기인한다. 이 때문에 콘크리트 아치의 두께가 반경의 1/20∼1/30인데 콘크리트 구형 돔의 두께는 반경의 1/200∼1/300정도로 구성된다.
돔의 상부면에서 지점들은 안쪽으로 움직이는 데 비해 하부에서는 외부로 움직이려고 한다. 이러한 움직임이 아치에서는 자주 발생하는데 돔에서는 수평후프에 의해서 방지된다. 상부에서는 위도선이 안쪽을 향한 움직임을 저항하면서 압축되어 돔의 반경을 감소시키는 데 비해 하부에서는 외향작용에 저항하며 인장되어 반경을 증가시킨다. 위도선의 방향의 압축 또는 인장 후프작용에 의해 생긴 자오선 방향의 변형을 방지하는 데는 두 가지 중요한 의미가 있다. 먼저 돔을 강하게 하고 압축을 받는 자오선 방향의 좌굴을 방지한다. 그러므로 돔의 안정성을 해치지 않으면서 얇게 할 수 있다. 둘째로 외부의 부축벽이나 내부의 수평부착보가 필요하지 않게 되며 돔의 하부에서 벌어짐을 방지한다. 하부의 인장을 받는 위도선은 벌어짐을 방지하는 자오선 방향과 후프작용에 의한 대형 변형을 방지하는 위도선의 조합작용에 의해 강성은 놀랄만큼 높아진다. 불과 5.0∼7.5cm 두께이면서 30m 스팬인 철근 콘크리트 돔이 정상부에서는 불과 1/10인치가 처질 뿐인데 이것은 스팬의 1/12000에 불과하다. 비교적 보의 처짐은 33배 이상 크거나 스팬의 1/360이 된다. 더욱이 최하부 위도선에서 위로 벌어짐은 정상에서의 처짐보다 훨씬 더 작다.
