곱자
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1. 개요
곱자는 직각을 재거나 설정하는 데 사용되는 도구로, 재료, 형태, 기능에 따라 다양한 종류가 있다. 고대 중국에서는 복희가 곱자를 든 모습으로 묘사될 정도로 중요한 도구로 인식되었다. 목공, 계단 제작, 지붕 골조 제작 등 다양한 분야에서 활용되며, 특히 직각자에는 직각, 사선각을 설정하기 위한 지침이 있다. 또한, 곱자는 지붕의 경사에 따른 서까래의 길이와 각도를 계산하는 데 사용되는 서까래 표를 제공하며, 현대에는 건축용 계산기와 함께 지붕 계산에 활용되기도 한다.
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| 곱자 | |
|---|---|
| 개요 | |
 | |
| 다른 이름 | 직각자 목수의 자 |
| 분류 | 정사각형 도구 종류 목공 수공구 |
| 함께 사용되는 도구 | 목수 연필 추 |
| 설명 | |
| 특징 | 목공 작업에서 직각을 표시하고 각도를 계산하는 데 사용되는 납작한 도구임. |
| 역사적 용도 | 정확한 45° 각도 생성에 사용됨. |
| 크기 | |
| 일반적인 크기 (짧은 변) | 50 mm |
| 일반적인 크기 (긴 변) | 37 mm |
| 종류 | |
| 종류 | 각도기 자 접이 자 T 자 L 자 |
| 추가 정보 | |
| 관련 도구 | 각도기 수평대 줄자 |
| 일본의 곡척 (指矩) 정보 | |
| 특징 | 건축이나 목공 작업에서 사용되는 L자 모양의 자. 바깥쪽 눈금과 안쪽 눈금이 있음. |
| 사용 방법 | 재료에 대고 치수를 재거나, 직각을 확인하는 데 사용. 2개의 자를 연결하여 사용 가능. |
| 재질 | 쇠붙이 |
| 눈금 종류 | 각목 눈금, 환목 눈금 등이 있음. |
| 곱자 정보 | |
| 특징 | ㄱ자 모양의 도구로, 나무를 다듬거나 재단할 때 직각을 잡는 데 사용. |
| 역사 | 한국 전통 목공에서 중요한 도구 중 하나. |
2. 역사
곱자에 대한 역사적 기록은 현재 전해지는 것이 거의 없다. 다만, 중국의 천지창조 전설에 나오는 복희가 곱자를 들고 있는 모습으로 묘사되는 경우가 있으며, 컴퍼스를 든 여와와 함께 묘사되기도 한다.
2. 1. 개요
중국 천지창조 전설에 나오는 뱀 몸을 가진 신인 복희는 곱자를, 컴퍼스를 든 여와는 함께 묘사되기도 한다.
2. 2. 동아시아
중국의 천지창조 전설에 등장하는 신인 복희는 사람 얼굴에 뱀의 몸을 하고 있으며, 손에 곱자를 든 모습으로 묘사되기도 한다. 컴퍼스를 든 여와와 함께 묘사되기도 한다.
3. 종류
곱자는 재료, 형태, 기능에 따라 다양한 종류가 있다. 일반적으로 금속으로 만들어지며, 직각(90°)을 이루는 두 개의 자(blade와 tongue)로 구성된다. 목공에서 곱자는 직각(90°) 또는 사선각을 설정하기 위한 지침이다. 직각자에는 스피드 스퀘어, ㄱ자 및 조합각과 같은 다양한 유형이 있다.
전통적인 목조 구조 이음새에서 장부와 장부구멍은 일반적으로 연목재를 사용할 때 너비가 50mm이고 목재 가장자리에서 50mm 떨어져 있어 칼날의 너비를 나타냈다. 경목을 사용할 때는 장부와 장부구멍의 너비가 전통적으로 37mm였으며, 이는 혓바닥의 너비를 설명해준다. 이는 경목과 연목을 모두 작업할 때 장부맞춤 이음새를 빠르게 배치할 수 있게 해주었다.
곱자 눈금은 사용자가 정사각형의 한 변의 길이를 알고 있을 때 정사각형 안에 팔각형을 그릴 수 있도록 해준다. 눈금은 팔각형 변의 길이의 절반을 나타내며, 이는 컴퍼스나 디바이더로 설정할 수 있다. 정사각형 변의 중점에서 그린 호는 계획된 팔각형의 꼭짓점에서 정사각형과 교차한다. 남은 일은 정사각형에서 네 개의 삼각형 부분을 잘라내는 것이다.
4. 사용법
곱자는 목공에서 직각(90°)이나 사선각 설정을 위한 지침으로 사용되며, 보통 금속으로 만들어진다. 직각자에는 스피드 스퀘어, ㄱ자, 조합각 등 다양한 유형이 있다.[1]
강철 직각자는 스스로를 증명하고 자체적으로 교정할 수 있다. 수직선을 그어 직각자를 뒤집어 오차의 크기와 방향을 확인할 수 있기 때문이다. 이 오차는 펀치로 각도를 열거나 닫아 수정할 수 있다.[2]
곱자를 사용하여 계단을 배치하거나 지붕 골조를 제작할 수 있다.
계단 제작 시에는 단 높이(수직 측정)와 챌면(수평 측정)을 고려하여 스트링거를 배치하고, 투바이-투웰브 목재에 직각자를 사용하여 디딤판과 널판지를 표시한다.
지붕 골조 제작 시에는 곱자에 있는 서까래 표를 이용하여 서까래, 힙, 밸리 서까래 등의 길이와 각도를 계산한다. 서까래 표는 지붕의 다양한 경사에 따른 정보를 제공하며, 피타고라스 정리를 기반으로 빠른 계산을 돕는다. 건축용 계산기를 사용하여 지붕 계산을 확인하고 결정할 수도 있다.
4. 1. 기본 사용법
목공에서 '''곱자'''는 직각(90°) 또는 사선각 설정을 위한 지침이며, 일반적으로 금속으로 만들어진다. 직각자에는 스피드 스퀘어, ㄱ자, 조합각과 같은 다양한 유형이 있다.[1]4. 2. 교정
강철 직각자는 스스로를 증명하고 자체적으로 교정할 수 있다. 수직선을 그어 직각자를 뒤집어 오차의 크기와 방향을 확인할 수 있기 때문이다. 이 오차는 펀치로 각도를 열거나 닫아 수정할 수 있다.[2]4. 3. 계단 제작
계단은 일반적으로 스트링거, 디딤판, 널판지의 세 가지 구성 요소로 이루어져 있다. 스트링거는 계단의 하중을 지탱하는 구조 부재이고, 디딤판은 사람이 밟는 수평 부분이며, 널판지는 구조물의 너비를 따라 뻗어 있는 수직 부분이다.[1]
곱자를 사용하여 계단을 배치하려면 기본적인 수학이 필요하다. 계단은 반드시 준수해야 하는 수많은 건축 규정이 있다. 개방된 공간에서는 설계자가 더 바람직한 계단을 설계할 수 있지만, 제한된 공간에서는 설계가 더 어려워진다. 대부분의 계단에서는 디딤판보다 단 높이가 하나 더 많다.[1]
계단 제작 과정은 다음과 같다.
# '''단 높이'''(수직 측정)와 '''챌면'''(수평 측정): 스트링거는 수평 표면에 부분적으로 놓이게 된다.[1]
# 투바이-투웰브 목재 조각을 준비한다. 원하는 단 높이와 디딤판 표시가 보드의 가장자리에 닿도록 프레이밍 스퀘어(직각자)를 목재에 배치한다. 직각자의 윤곽을 따라 그린다. 디딤판이 표시에 오도록 직각자를 보드 위로 밀어 올리고 이 과정을 반복한다.[1]
# 점선으로 보드를 자르고, 직각자를 반대쪽에 대고 위쪽 수직 절단과 아래쪽 수평 절단을 따라 그린다.[1]
# 이 예의 스트링거에는 두 개의 디딤판 재료 조각이 있다. 이렇게 하면 약간의 돌출부를 만들 수 있다. 보드 사이에도 간격이 있다. 스트링거의 하단은 디딤판의 두께에 맞게 잘라야 한다. 이 단계를 "스트링거 내리기"라고 한다. 하나의 스트링거가 잘린 후, 이 조각은 나머지 스트링거에 그려지는 패턴이 된다.[1]
4. 4. 지붕 골조 제작
곱자에는 서까래 표가 있어, 지붕의 경사에 따른 서까래, 힙, 밸리 서까래 등의 길이와 각도를 계산하는 데 사용된다. 강철 직각자 면에는 숫자가 적힌 표가 있으며, 이를 '''서까래 표'''라고 한다. 서까래 표를 사용하면 피타고라스 정리를 기반으로 빠르게 계산할 수 있다. 표는 지붕의 다양한 경사에 해당하는 열로 구성되어 있다. 각 열은 다른 지붕 기울기(피치)를 설명하고 다음 정보를 포함한다.# 런(run)당 일반 서까래: 일반 서까래는 지붕의 꼭대기(용마루)를 지붕의 바닥(플레이트)에 연결한다. 이 숫자는 12단위의 수평 거리(런)당 일반 서까래의 길이(빗변)를 제공한다.
# 런(run)당 힙 또는 밸리 서까래: 힙 또는 밸리 서까래는 용마루를 플레이트에 연결하지만 일반 서까래에 대해 45도 각도로 놓여 있다. 이 숫자는 17단위의 런당 힙 또는 밸리 서까래의 길이를 제공한다.
# 잭의 길이 차이: 잭 서까래는 일반 서까래와 같은 평면에 놓여 있지만 각각 상부 플레이트(벽) 또는 용마루널을 힙 또는 밸리 서까래에 연결한다. 힙 또는 밸리 서까래가 45도 각도로 용마루널 및 일반 서까래와 만나므로 잭 서까래는 힙 또는 밸리와 교차할 때 길이가 다릅니다. 서까래 간격에 따라 길이는 일정한 요인으로 달라진다. 이 숫자는 공통 차이이다.
# 이 각도는 강철 직각자 날에 주어진 숫자를 맞추고, 자의 12인치 눈금을 맞춘 다음 자를 따라 선을 그어 즉석에서 잘라낼 수 있다.
# 힙 및 밸리 크리플 서까래 절단도 이와 유사한 방식으로 이루어진다.
건축용 계산기는 사각 도구 외에도 지붕 계산을 확인하고 결정하는 데 사용된다. 일부 계산기는 모든 래프터 경사에서 힙, 밸리 및 잭 래프터의 모든 측면 절단을 정확히 45°로 계산하도록 프로그래밍되어 있다. 래프터 테이블은 인치로 표시되며, 경사의 수치가 높을수록 주어진 경사 내에서 측면 절단 각도의 차이가 커진다. 수평 지붕 또는 0 경사만 힙 및 잭 래프터에 대해 45° 각도 측면 절단(뺨 절단)이 필요하다.
만약 직각 삼각형이 45°인 두 각을 가지고 있다면, 두 변은 같은 거리에 있다. 서까래는 빗변이고 삼각형의 다리 또는 변은 구조물의 상단 벽판이다. 사이드 컷은 주어진 피치 열과 힙/밸리 행의 사이드 컷이 교차하는 지점에 위치한다. 일반적인 힙/밸리 서까래는 주요 지붕에 45° 각도로 뻗어 있으며, 측정 단위는 약 43.10cm이다. 일반적인 힙/밸리 및 작은 서까래는 주어진 피치 내에서 다른 모따기 각도를 가지며, 피치가 증가함에 따라 각도가 감소한다.
| 범례 | ||
|---|---|---|
힙/밸리 서까래의 사이드 컷 = (탄젠트)(12) = 인치 단위의 사이드 컷. 서까래 표의 사이드 컷은 모두 12를 기준으로 한다. 아크 탄젠트는 주어진 피치에서 결정될 수 있다. 대부분의 전동 공구와 각도 측정 장치는 건설에서 90°를 0°로 사용한다. 여각의 아크 탄젠트는 스피드 스퀘어와 같은 도구와 함께 사용된다.
곱자의 옆면 절단은 강철 직각자에서 곱자 측면 절단 행과 경사 열의 교차점에 위치한다. 칼날에 곱자의 길이 차이에 대한 행이 있으며, 약 40.64cm 및 약 60.96cm 중심이다. 접선은 두 중심 모두에 대해 직접 비례한다.
접선은 12진법을 사용한다. 접선 x 12 = 곱자의 옆면 절단. 이것은 강철 직각자의 옆면 절단에 해당한다. 아크 탄젠트의 보각은 건설에서 대부분의 각도 측정 장치에 사용된다. 힙, 밸리 및 곱자의 접선은 0° 이상의 모든 경사에서 1.00 미만이다. 18경사는 곱자에 대해 29.07°의 측면 절단 각도를 가지며, 2경사는 44.56°의 측면 절단 각도를 갖는다. 이는 경사 간에 15.5°의 변동이다.
'''경사 대 측면 절단 각도'''
다음은 경사 대 측면 절단을 위한 참조 테이블이다. (90도 처마 각도에만 유효): 경사는 상승 단위 / 런 단위로 표현된다.
| 경사 | 측면 절단 각도 |
|---|---|
| 18/12 | 60.86도 |
| 17/12 | 60.10도 |
| 16/12 | 59.07도 |
| 15/12 | 57.99도 |
| 14/12 | 56.94도 |
| 13/12 | 55.88도 |
| 12/12 | 54.69도 |
| 11/12 | 53.49도 |
| 10/12 | 52.54도 |
| 9/12 | 51.25도 |
| 8/12 | 50.19도 |
| 7/12 | 49.17도 |
| 6/12 | 48.15도 |
| 5/12 | 47.33도 |
| 4/12 | 46.54도 |
| 3/12 | 45.90도 |
| 2/12 | 45.22도 |
| 1/12 | 45.10도 |
| 0/12 | 45.00도 |
잭 서까래와 일반 서까래의 수직 절단 각도는 동일하다. 수평 절단 또는 안장 절단은 수직 절단 각도의 여각이다. 수평 절단과 수직 절단이 교차하여 형성된 노치는 일반적으로 조구(bird's mouth)라고 한다.
힙/밸리 서까래의 수직 절단은 다음 공식으로 표현된다. 수평 절단은 보각 또는 90°에서 아크 탄젠트를 뺀 값이다.
5. 현대적 응용
건축용 계산기는 지붕 계산을 확인하고 결정하는 데 사용된다. 일부 계산기는 모든 래프터 경사에서 힙, 밸리 및 잭 래프터의 모든 측면 절단을 정확히 45°로 계산하도록 프로그래밍되어 있다. 래프터 테이블은 인치로 표시되며, 경사의 수치가 높을수록 주어진 경사 내에서 측면 절단 각도의 차이가 커진다. 수평 지붕 또는 0 경사만 힙 및 잭 래프터에 대해 45° 각도 측면 절단(뺨 절단)이 필요하다.[1]
6. 한국 전통 건축에서의 중요성
한국 전통 건축은 목조 구조를 기본으로 하며, 곱자는 이러한 목조 건물의 정밀한 시공에 필수적인 도구였다. 한옥의 기둥, 보, 서까래 등 주요 구조 부재는 곱자를 사용하여 정확하게 재단되고 결합된다. 특히, 한옥의 아름다운 곡선 지붕은 곱자를 이용한 정교한 계산과 숙련된 기술을 통해 완성된다. 궁궐과 사찰 건축은 더욱 복잡하고 정교한 기술을 요구하며, 곱자는 이러한 건축물의 정확한 설계와 시공을 가능하게 했다.
7. 추가 정보
곱자는 사용자가 정사각형 한 변의 길이를 알고 있을 때 정사각형 안에 팔각형을 그릴 수 있도록 돕는 도구이다. 곱자의 눈금은 팔각형 한 변의 길이의 절반을 나타내는데, 이 값을 컴퍼스나 디바이더로 설정할 수 있다. 정사각형 변의 중점에서 컴퍼스나 디바이더로 호를 그리면, 이 호는 팔각형의 꼭짓점이 될 부분에서 정사각형과 교차한다. 마지막으로 정사각형에서 네 개의 삼각형 부분을 잘라내면 팔각형이 완성된다.
참조
[1]
서적
Use of the Steel Square
https://books.google[...]
Orange Judd
[2]
웹사이트
Framing Square Test & Repair
https://inspectapedi[...]
2021-12-10
[3]
웹사이트
曲尺の目盛に角目、丸目がありますが、どういった目盛ですか。
https://www.shinwaso[...]
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[4]
서적
Use of the Steel Square
https://books.google[...]
Orange Judd
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