목조건축 관련 기준 동향

심국보(Shim, Kug-Bo) 대한건축학회 2022 建築 Vol.66 No.3

비파괴 시험에 의한 국산 침엽수 2×6" 구조부재의 등급구분

심국보(Kug-Bo Shim),박정환(Jung-Hwan Park),김광모(Kwang-Mo Kim) 한국산림바이오에너지학회 2006 산림바이오에너지 Vol.25 No.2

국산 침엽수재의 구조재 활용에 필요한 등급구분을 위해 소나무, 잣나무와 낙엽송 2×6″부재에 대해 초음파를 이용한 비파괴 방법을 적용하였다. 정적 탄성계수와 초음파 시험에 의한 동적 탄성계수의 상관관계를 나타내는 k-factor는 소나무의 경우 1.0602, 잣나무 1.0013, 낙엽송 1.2320로 나타났다. k-factor를 적용할 경우 비파괴방법에 의한 동적 탄성계수 측정에 의해 침엽수 구조부재 등급구분이 가능할 것으로 판단되었다. 기계응력 등급구분에서 소나무는 E9 이상의 등급이 전체의 76%인 반면 잣나무는 E7 이상의 등급이 전체의 85%, 낙엽송은 E11 이상의 등급이 68% 분포하였다. 정적 탄성계수와 휨파괴계수(MOR)의 상관관계도 비교적 높게 나타나 이를 동적 탄성계수로부터 추정한 k-factor와 연계할 경우 초음파 비파괴 등급구분 방법에 의해 국산 침엽수재의 휨강도 성능평가가 가능할 것으로 판단되었다. This study was carried out to provide basic data for using domestic structural softwood lumber efficiently and ensuring structural safety of timber structures. The ratios (k-factor) between static and dynamic MOE measured by ultrasonic device for 2×6 domestic softwood structural lumber are 1.0602 for Korean red pine, 1.0013 for Korean white pine and 1.2320 for Japanese larch. In machine grade using nondestructive method, 76% of Korean red pine was classified into higher than E9 grade, 85% of Korean white pine was sorted into higher than E7 grade and 68% of Japanese larch was classified into higher than E11 grade. Correlation between MOE and MOR by static bending with k-factor from nondestructive method provide a possibility to predict bending strength and allowable stress of domestic softwood structural lumber.

소나무 고목재와 건전재의 물리, 기계, 화학적 특성 차이

심국보(Kug-Bo Shim),이도식(Do-Sik Lee),박병수(Byung-Soo Park),조성택(Sung-Taig Cho),김광모(Kwang-Mo Kim),여환명(Hwan-Myeong Yeo) 한국산림바이오에너지학회 2006 산림바이오에너지 Vol.25 No.2

안동 봉정사 대웅전의 지붕구조로 사용되었던 해체부재와 새로이 벌채된 소나무재의 물리적, 기계적, 화학적 특성을 평가 분석하였다. 고목재의 해부학적 분석에 의해 만재부위에서 수지의 응고현상을 관찰할 수 있었다. 또한 열화에 의한 비중의 감소, 가도관의 미세할렬이 발생하였으며, 가도관 미세할렬은 S2층 마이크로휘브릴 경사각과 동일한 각도를 갖는 것으로 판단되었다. 고목재의 휨강도, 압축강도 및 전단강도는 모두 35-27% 가량 감소하였으며, 초음파 비파괴시험에 의한 동적탄성계수는 목재의 사용기간이 길어짐에 따라 감소하는 경향을 나타내었다. 목재의 열화는 비중과 동적 탄성계수의 측정으로 확인할 수 있었다. 또한 길이방향 동적탄성계수의 측정으로부터 기계적 성능의 예측이 가능하였다. 목재의 부후를 판정할 수 있는 1% NaOH 추출 결과 고목재에서 부후가 많이 진행되었음을 확인하였다. 이에 따라 목재의 열화는 화학조성분의 분석에 의해 평가가 가능할 것으로 판단되었다. 이 연구의 결과는 시간의 경과에 따른 소나무의 물성 변화 분석으로부터 장기적으로 사용하는 목재의 물성 변화를 이해하고 예측을 가능하게 하는 자료로 활용될 수 있을 것이다. The physical, mechanical and chemical properties of old and new Korean red pine (Pinus densiflora) were analyzed. The old woods were from dismantled timbers of Bonjungsa temple. The crystallized resin in the latewood was observed by microscopic analysis. Also, reduction of specific gravity, occurrence of microscopic cleavage of tracheid was observed in the old wood. The angle of microscopic cleavage of tracheid is estimated with the same angle of micro-fibril angle of S2 layer. The bending, compression and shear strength of old wood were decreased about 35-27% than those of new wood. Dynamic modulus of elasticity measured by ultrasonic nondestructive test has the tendency of reducing by the time elapse of the wood usage. Therefore, deterioration of wood could be measured by reduction of specific gravity and dynamic MOE. The static MOE and mechanical properties of old wood could be predictable by measuring dynamic MOE in the longitudinal direction. Extractives of the old wood in 1-% NaOH solution are larger quantity than new wood. Therefore the decay of the wood could be evaluated by analyzing the chemical compound, especially 1-% NaOH solution. The results of this research could be used for understanding and prediction of the changing properties with elapsing time of wood.

비파괴 시험에 의한 국산 침엽수 $2{\times}6"$ 구조부재의 등급구분

심국보,박정환,김광모,Shim, Kug-Bo,Park, Jung-Hwan,Kim, Kwang-Mo 한국산림바이오에너지학회 2006 산림바이오에너지 Vol.25 No.2

국산 침엽수재의 구조재 활용에 필요한 등급구분을 위해 소나무, 잣나무와 낙엽송 $2{\times}6"$ 부재에 대해 초음파를 이용한 비파괴 방법을 적용하였다. 정적 탄성계수와 초음파 시험에 의한 동적 탄성계수의 상관관계를 나타내는 k-factor는 소나무의 경우 1.0602, 잣나무 1.0013, 낙엽송 1.2320로 나타났다. k-factor를 적용할 경우 비파괴방법에 의한 동적 탄성계수 측정에 의해 침엽수 구조부재 등급구분이 가능할 것으로 판단되었다. 기계응력 등급구분에서 소나무는 E9 이상의 등급이 전체의 76%인 반면 잣나무는 E7 이상의 등급이 전체의 85%, 낙엽송은 E11 이상의 등급이 68% 분포하였다. 정적 탄성계수와 휨파괴계수(MOR)의 상관관계도 비교적 높게 나타나 이를 동적 탄성계수로부터 추정한 k-factor와 연계할 경우 초음파 비파괴 등급구분 방법에 의해 국산 침엽수재의 휨강도 성능평가가 가능할 것으로 판단되었다. This study was carried out to provide basic data for using domestic structural softwood lumber efficiently and ensuring structural safety of timber structures. The ratios (k-factor) between static and dynamic MOE measured by ultrasonic device for $2{\times}6$ domestic softwood structural lumber are 1.0602 for Korean red pine, 1.0013 for Korean white pine and 1.2320 for Japanese larch. In machine grade using nondestructive method, 76% of Korean red pine was classified into higher than E9 grade, 85% of Korean white pine was sorted into higher than E7 grade and 68% of Japanese larch was classified into higher than E11 grade. Correlation between MOE and MOR by static bending with k-factor from nondestructive method provide a possibility to predict bending strength and allowable stress of domestic softwood structural lumber.

리기다소나무의 구조용 집성재 이용기술 개발 -낙엽송 층재와의 혼합 구성을 통한 집성재의 휨성능 향상-

김광모 ( Kwang Mo Kim ),심국보 ( Kug Bo Shim ),박주생 ( Joo Saeng Park ),김운섭 ( Wun Sub Kim ),임진아 ( Jin Ah Lim ),여환명 ( Hwan Myeong Yeo ) 한국목재공학회 2007 목재공학 Vol.35 No.6

대형요소의 기계적 접합법을 이용한 공학목재 개발

박주생(Joo-saeng Park),심국보(Kug-bo Shim),김광모(Kwang-mo Kim),박문재(Moon-jae Park),조성택(Sung-taig Cho),김외정(Wae-jung Kim) 한국산림바이오에너지학회 2006 산림바이오에너지 Vol.25 No.2

본 연구에서는 국산 중소경재를 보다 효과적으로 활용하기 위한 목적으로 제재 수율이 높은 대형요소를 이용하여 구조용으로 사용될 수 있는 공학목재를 개발하였다. 중소경 원목으로부터 생산된 상대적으로 큰 단면의 Flitch재를 이용하여 세 가지 기계적 접합방법을 적용한 구조용 대단면 공학목재를 개발하고 휨시험을 통해 그 성능을 평가하였다. 개별 요소를 접합하기 위한 기계적 접합방법으로는 강철 볼트와 목재 다우얼, 철제 래그 볼트가 각각 검토되었다. 개발된 공학목재의 휨성능을 평가한 결과, 강철 볼트를 적용한 경우에 MOR은 평균 514㎏f/㎠, MOE는 129,000㎏f/㎠로 대표적인 구조용 공학목재인 집성재에 비해 조금 낮거나 유사한 경향을 나타내었다. 목재 다우얼과 철제 래그 볼트를 적용한 경우에는 하중이 증가함에 따라 층재가 분리되어 개별적으로 하중에 저항함으로써 MOR과 MOE 모두가 절반정도로 감소되었다. 본 연구의 결과로부터 대형요소의 기계적 접합으로 제조되는 공학목재의 휨성능은 개별 요소의 접합 성능에 의해 가장 크게 영향 받음을 알 수 있었다. In this study, new engineered woods, which can be used as structural members, are developed using three different mechanical jointing methods with large elements produced from logs in a high yield. Flitches of relatively large cross-section are produced from small or medium diameter logs, and are joined with steel bolts, wood dowesl and steel lag bolts. Static bending tests are performed for these three types of built-up beams. Built-up beams joined with steel bolts show 514㎏f/㎠ for MOR and 129,000㎏f/㎠ for MOE, which are close to those of typical structural glulams. In case that wood dowels and steel lag bolts are used, elements are isolated as load increases and resists the applied load individually. Therefore, built-up beams joined with wood dowels or steel lag bolts show almost half of steel bolts for both MOE and MOR. From the results of this study, it was indicated that bending properties of engineered woods manufactured using mechanical jointing methods with large elements are influenced mainly by jointing performance between each elements.

방부처리 리기다소나무 응력적층재의 휨거동 특성

김광모 ( Kwang Mo Kim ),심국보 ( Kug Bo Shim ),김병남 ( Byoung Nam Kim ) 한국목재공학회 2010 목재공학 Vol.38 No.4

상대적으로 단면이 작은 부재를 현장에서 조립하는 응력적층 방식은 방부처리 및 운반, 설치 등에 장점을 가지고 있어 경간이 짧고 통행빈도가 낮으면서 현장접근이 불리한 휴양림 진입로나 임도 등의 목조교량에 활용 가능성이 높다. 따라서 본 논문에서는 응력적층재를 이용한 차량용 교량의 구조설계기술 개발의 일환으로 방부처리된 국산 리기다소나무로 제작된 응력적층재의 거동 특성을 실험실적으로 분석하였다. 먼저 방부처리에 의한 리기다소나무의 횡압축 성능 변화와 응력적층재 제작과정에서 요구되는 중앙천공이 제재목의 휨성능에 미치는 영향을 분석하였다. 다음으로 응력적층재의 설계시에 고려되어야 할 것으로 판단되는 프리스트레스 압체력, 볼트간격, 층재개수, 평삭가공 여부가 휨성능에 미치는 영향을 확인하였다. 연구결과 응력적층재 제작과정에서 제재목의 평삭가공은 불필요하며, 3.0㎏/cm2 이상의 프리스트레스 압체력에서 부재의 휨강성이 기준의 80%수준으로 유지됨이 확인되었다. 볼트간격과 층재개수의 영향에 대해서는 추후 현장실험 등을 통해 보다 넓은 범위에서의 검토가 요구된다. 본 연구결과는 국내 차량용 목조교량을 도입하기 위한 구조해석 및 설계절차를 확립하는데 있어서 기초자료로 활용될 것으로 기대된다. The stress laminated timber, which could be manufactured by small dimension lumber on construction site, has high possibilities for bridges in remote area, such as recreation forest or forest road, because those bridges may be short span and low frequency in use. The stress laminated timber has merits of easiness for preservative treatment and transportation because it is manufactured with small dimension lumber. This study was carried out to analyze performances of stress laminated timber manufactured with preservative treated domestic pitch pine for developing structural design data for stress laminated timber bridges for vehicular traffic. Perpendicular to grain compressive performance by preservative treatment and bending performance by bored holes of pitch pine lumber was analyzed. Then, the effects of bending performance by pre-stress pressure, distance of bolts, number of laminations and planning were analyzed. Conclusively, planning of lumber was not necessary for manufacturing stress laminated timber, and 80% of bending stiffness criteria was maintained as pre-stress pressure was higher than 3.0kg/cm2. However, further researches are needed to define the effects of bolt distances and number of laminations. The results of this research would be basic data for design stress laminated timber bridges for vehicular traffic in Korea.

이수종 구조용집성재의 전단접착력 및 접착내구성 평가

심상로 ( Sang Ro Shim ),여환명 ( Hwan Myeong Yeo ),심국보 ( Kug Bo Shim ) 한국목재공학회 2005 목재공학 Vol.33 No.1

나선형 철선못 접합부의 항복내력 및 강성 예측

황권환 ( Kweon Hwan Hwang ),심국보 ( Kug Bo Shim ) 韓國木材工學會 2009 목재공학 Vol.37 No.6

축소모형 실험을 통한 벽체의 열관류 측정

장윤성 ( Yoon Seong Chang ),김세종 ( Sejong Kim ),심국보 ( Kug Bo Shim ),이상준 ( Sang Joon Lee ),한연중 ( Yeonjung Han ),박용건 ( Yonggun Park ),여환명 ( Hwanmyeong Yeo ) 한국목재공학회 2015 목재공학 Vol.43 No.6

구조용 부재의 단열성능에 대한 적절한 평가와 냉난방에너지에 대한 합리적 제어는 건물의 에너지효율을 향상시키기 위하여 매우 중요하다. 한국의 일반적인 주택 난방방식은 바닥난방이다. 이와 같은 복사난방방식은 국내의 지정학적인 조건 또는 기후에 적합할 뿐만 아니라 온열감에 따른 정서적 안정감을 준다는 장점을 가진다. 국내의 바닥난방시스템을 적용하여, 목조공간과 콘크리트조 공간을 대상으로 축소모형을 제작하였다. 천장은 스티로폼으로 단열하고 벽과 바닥은 각각 합판과 콘크리트로 구성하였다. 바닥에는 난방필름을 부착하였다. 바닥난방에 따른 실내의 온도분포는 열전대로 측정하였고, 벽체 표면의 온도는 적외선 열화상 카메라로 측정하였다. 목조주택의 에너지효율 향상을 위한 데이터베이스 구축을 위해 축소모형의 단열성능을 평가하였다. 다양한 벽체와 바닥구성을 지닌 모형들의 단열성능평가 자료는 실제 주택의 열환경 분석시 참고기준으로 이용될 수 있을 것으로 기대된다. Appropriate evaluation of thermal insulation property of structural member and valid control of cooling/heating energy are important for improving building’s energy efficiency. The typical heating system of house in Korea is the floor heating one. The radiation heating system is not only appropriate to climate and geographic conditions of Korea, but also advantageous to provide emotional comfort by the warm feeling of floor. Based on living conditions in Korea, scaled models of the wooden house and concrete house were designed. The ceiling was made of styrofoam insulation and the four sided walls and bottom were made of plywood and concrete, respectively. The floor was heated by heating film. Indoor vertical temperature distributions by floor heating system were measured by thermocouple, and surface temperatures on walls were measured by infrared thermography. Also, thermal insulation property of wooden wall was evaluated to build database for improving energy efficiency of wooden building. It is expected that collected data during tests of various types of floor and wall composition could be referenced for evaluating thermal environment of actual conditions of houses.