아치는 개구부를 확보하면서도 상당한 하중을 압축 응력만으로 지지할 수 있도록 만든 곡선형 구조물이다. 형태 특성상 인장 응력을 거의 받지 않고 압축력 위주로 작용하기 때문에, 돌·주철·콘크리트처럼 압축에는 강하지만 인장에는 약한 재료를 구조재로 쓰기에 적합하다. 장식적 요소로는 기원전 4천년경부터 사용된 흔적이 있으나, 하중을 실제로 지탱하는 구조적 기능은 기원전 4세기 무렵 고대 로마에서 본격적으로 발전했다. 이후 성당의 창과 문, 교량, 통형 볼트를 지지하는 요소 등으로 널리 활용되었으며, 현대 건축과 토목 구조물에서도 여전히 쓰이고 있다.

■ 왜 아치인가

돌은 눌리는 힘에는 강하지만 당기는 힘에는 약하다. 돌 하나를 개구부 위에 가로로 걸치면 아래쪽이 늘어나면서 부러진다. 그래서 돌로 넓은 개구부를 만들려면 인장이 생기지 않게 힘의 흐름을 바꿔야 하는데, 그 답이 아치다. 곡선을 따라 하중이 압축으로만 전달되면서 좌우 기초로 빠져나간다. 로마가 수도교와 개선문을 그렇게 크게 지을 수 있었던 이유다.

알아두실 것

• 건축 전공 학생 — 압축과 인장의 구분을 몸으로 이해하는 첫 사례라 구조 과목의 출발점이 된다
• 건축에 관심 있는 일반 독자 — 오래된 다리와 성당의 형태가 왜 그런지 알면 여행지에서 보이는 것이 달라진다
• 설계자 — 아치는 좌우로 벌어지려는 힘을 만든다. 그 수평력을 받아 줄 버트레스나 타이바가 없으면 성립하지 않는다

참고

고딕의 플라잉버트레스가 건물 바깥으로 뻗어 나온 것도 이 수평력을 받기 위해서다. 장식이 아니라 구조다.

출처: 위키백과(아치) — CC BY-SA 4.0 | 원문: https://ko.wikipedia.org/wiki/아치 · 이미지는 아키포털 자체 제작