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낙엽송집성재를 이용한 기계프리커트 주먹장접합부의 인장성능
박주생 ( Joo Saeng Park ),황권환 ( Kweon Hwan Hwang ),박문재 ( Moon Jae Park ),심국보 ( Kug Bo Shim ) 한국목재공학회 2010 목재공학 Vol.38 No.3
전통공법에서는 주로 소나무를 수가공하여 구조부재로 사용하고 있다. 주먹장 접합(이음, 맞춤)은 일반 가구나 구조부재의 접합에 사용되고 있으며, 수가공이나 간단한 기계가공에 의해 쉽게 가공할 수 있는 이점이 있다. 비록 외관상 선형적인 가공이 주를 이루지만, 손쉬운 짜맞춤이 될 수 있어야 하는 고도의 가공정밀성이 요구된다. 더욱이, 장부와 장부받이는 틈새없는 긴결한 접합이 이루어져야 한다. 주먹장접합부에 대한 과학적인 연구는 체계적으로 수행된 예가 많지 않으므로 전통공법과 국산재 활용이라는 관점에서 낙엽송집성재를 기계가공하여 이용하였다. 통주먹장이음 접합부의 인장성능을 파악하기 위하여 150 mm 정각 낙엽송 집성재를 사용하였으며, 내력성능에 영향을 끼치는 주먹장의 다양한 기하학적 요소(장부 너비, 길이, 각도)에 대해 조사하였다. 보강목을 설치하지 않은 시험편은 장부받이(장부홈)의 모서리부에서 할렬이 발생하며 내력도 낮게 나타났다. 기둥머리의 화통맞춤 및 주두와 같은 상황을 고려한 보강시험편은 최대인장내력에서 2배 이상의 성능을 발휘하였다. 장부의 적정각도는 25도 수준이었으며, 어깨폭의 변화와는 상관성이 없는 것으로 나타났다. Members used for the Korean traditional joints have been processed by handicraft, especially with domestic red pine species. Dovetail joint is most commonly used in woodworking joinery and traditional horizontal and vertical connections. It is able to be processed much easier to cutby handicraft and machines. However, although it is processed straight forwards, it requires a high degree of accuracy to ensure a snug fit. Also, tenons and mortises must fit together with no gap between them so that the joint interlocks tightly. A few scientific studies on the dovetail joints have been conducted so far. For the effective applications of traditional joints and domestic plantation wood species, dovetail joints were assembled by larch glulam members processed by machine pre-cut. To identify the tensile properties of through dovetail joints, larch glulam with 150150 mm in cross section were prepared. Furthermore, various geometric parameters of dovetail joints such as width, length, and tenon angle, were surveyed. The ends in the mortise was cracked mainly at a low strength level in the control specimens without reinforcements. The maximum tensile strengths of reinforced specimens considering real connections such as capital joint and headpiece on a column, increased by two times with shear failures on the tenon than the control specimens. The maximum tensile strength was obtained in the specimen of 25 degrees, and no difference was observed in the changes of neck widths.
박주생 ( Joo Saeng Park ),황권환 ( Kweon Hwan Hwang ) 한국목재공학회 2011 목재공학 Vol.39 No.1
한국 전통 목구조양식에서 뼈대구조인 기둥-보 접합부를 이용하여 현대적인 기법을 적용한 목구조 접합을 개발하기 위하여 낙엽송 집성재를 구조부재로 사용하였다. 집성재를 이용한 전통 접합기술과 드리프트핀 접합으로 구성된 접합부의 부재는 공장에서 프리커트에 의해 가공하였다. 뼈대구조의 전체 성능을 파악하고 향상시키기 위한 기초 연구로서 핀접합부의 인발내력 시험과 각 접합부의 모멘트저항 시험을 행하였다. 본 연구에서 사용된 기둥-보 부재는 본 연구에서 사용된 주각부 및 보단부 접합철물로 이루어진 접합부에서 우수한 모멘트저항 성능을 발휘하였다. 핀의 세장비에 따라 초기강성은 세장비가 클수록 다소 높게 나타났으며, 모멘트저항성능인 휨모멘트와 최대모멘트는 세장비가 작을수록 우수함을 알 수 있었다. Japanese larch glulam was used as structural members to develop a modern engineered wood jointing system using traditional post and beam structure. For the connections comprised of traditional joining and drift-pins, structural members are processed at a pre-cut factory. As a basic study to examine and increase the whole shear performance of portal frame, pin withdrawal test and moment resistance tests were conducted on each connection. The post and beam members with specified connectors showed good bearing performance in the wood members` joining system, column-base and beam-end. Moment rigidity was a bit better in a joint with higher slenderness ratio of drift-pin, but moment resistance performances, yield moment and maximum moment, were excellent in smaller one.
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.
현장실험을 통한 목조바닥의 구성요소가 충격음 차단성능에 미치는 영향 평가
박주생 ( Joo Saeng Park ),이상준 ( Sang Joon Lee ),김세종 ( Se Jong Kim ) 한국목재공학회 2012 목재공학 Vol.40 No.6
바닥구조의 충격음 차단성능은 바닥의 구성요소에 의해 많은 영향을 받는데, 그중 목조 바닥구조의 경우 중량의 흡읍층과 바닥구조의 강성이 주요한 영향인자로 고려되어 왔다. 본 연구에서는 국내 시공된 목조 건축물에 대해서 현장 실험을 통해 바닥 구성요소가 충격음 차단성능에 미치는 영향에 대해서 살펴보았다. 목조 바닥의 충격음 차단성능은 상대적으로 낮은 저주파수 대역에서의 음압레벨에 의해 전체적인 성능이 좌우되었으며, 흡읍층과 바닥구조의 강성 보강에 의해 저주파수 대역 음압레벨을 감소시켜 충격음 차단성능을 향상시킴을 알 수 있었다. 특히, 바닥난방을 위해 설치되는 시멘트 몰탈층과 같은 충격음 흡수층과 원래 경간의 중간 지점에 보를 설치하여 장선 경간을 줄여줌으로써 목조 바닥의 강성을 증가시킨 경우에 중량 충격음 차단성능이 크게 향상되었다. Constituents of timber framed floor affect the insulation performance against impact sound significantly. Among them, installation of massive sound absorbing layer and reinforcemeng of stiffeness of timber floor have been considered as major factors that improve the insulation performance against impact sound. Researches on evaluating the effect of floor constitutions have been carried out through the field measurements for timber framed buildings in Korea. It is concluded that the impact sound pressure level at the relatively lower frequency governs the overall insulation performance, and can be omproved by the installation of sound absorbing layer and reinforcement of floor stiffness. Especially, the insulation performance against heavy impact sound was improved significantly when the massive cement mortar layer for floor heating system was installed and the stiffness was reinforced by shortening the joist span using additional beam at the mid-position of original span.
분리된 천정의 설치를 통한 목구조 바닥의 내화성능 및 충격음 차단성능 향상
박주생(Joo-Saeng Park),김세종(Se-Jong Kim),이상준(Sang-Joon Lee) 한국가구학회 2013 한국가구학회지 Vol.24 No.4
Fire resistance and impact sound insulation tests were performed for a floor assembly, of which stiffness was reinforced by shortening the span of floor joists by installing glulam beam additionally in the middle or one thirds of the original span, and which an additional ceiling component was installed apart from floor structure. By applying the isolated ceiling, timber framed floor showed 1 hour of fire resistance even in case that dead load was increased by considering cement mortar layer for radiant floor heating. Insulation performance against light and heavy impact sound was improved significantly by applying the sound absorbing layer of big mass and high elasticity in addition to the stiffness improvement and isolated ceiling.