CLT-GLT 복합화를 위한 접합부 전단 성능 평가

송요진 ( Yo-jin Song ),백승엽 ( Seung-youp Baek ),홍순일 ( Soon-il Hong ) 한국목재공학회 2023 한국목재공학회 학술발표논문집 Vol.2023 No.1

Steel Bar를 이용한 리기다소나무 목재옹벽의 내력 평가

송요진 ( Yo Jin Song ),김건호 ( Keon Ho Kim ),이동흡 ( Dong Heub Lee ),황원중 ( Won Joung Hwang ),홍순일 ( Soon Il Hong ) 한국목재공학회 2011 목재공학 Vol.39 No.4

현장에서 시공성이 용이함과 동시에 강도 성능이 뛰어단 steel bar를 이용한 리기다소나무 옹벽을 제작하여 내력평가를 실시하였다. Steel bar를 이용한 목재옹벽은 횡목 4단과 종목 3단으로 적층하였으며, 높이 770 mm, 길이 2,890 mm, 폭 782 mm로 제작하였다. 적층 방법은 18 mm로 선공한 최상단과 최하단 횡목을 Steel bar에 삽입하며, 깊이 64 mm, 폭 18 mm의 슬릿을 낸 나머지 횡목과 종목을 Steel bar에 끼워 넣어 적층하였다. 완성된 옹벽은 수평 재하 시험을 통한 내력 평가와 화상처리 (AICON 3D OPA-PRO system)를 통하여 구조물의 변형을 측정하였다. Steel bar옹벽에는 1개의 긴 횡목과 2개의 종목으로 구성된 접합부(Type-A)와 반턱으로 이음된 2개의 짧은 횡목이 2개의 종목으로 구성된 접합부(Type-B)가 공존하며, 이들을 각각 3개씩 제작하여 접합부의 압축형 전단내력 평가를 실시하였다. Steel bal옹벽의 수형 재하 시험결과 정각재 목재옹벽(박준철 등 2010) 보다 1.6배 이상의 강도를 나타냈으며, 이때 목재와 접합부의 파단은 발생하지 않았다. 접합부의 압축형 전단 내력 실험결과 Type-A의 평균 최대 하중은 130.13 kN, Type-B의 평균 최대 하중은 130.6 kN으로 측정되었다. 실험 결과 Steel bar를 이용한 목재옹벽은 정각재 목재옹벽보다 시공성이 우수하며 강도 또한 높게 측정되었다. Pitch pine (Pinus rigida Miller) retaining walls using Steel bar, of which the constructability and strength performance are good at the construction site, were manufactured and their strength properties were evaluated. The wooden retaining wall using Steel bar was piled into four stories stretcher and three stories header, which is 770 mm high, 2,890 mm length and 782 mm width. Retaining wall was made by inserting stretchers into Steel bar after making 18 mm diameter of holes at top and bottom stretcher, and then stacking other stretchers and headers which have a slit of 66 mm depth and 18 mm width. The strength properties of retaining walls were investigated by horizontal loading test, and the deformation of structure by image processing (AICON 3D OPA-PRO system). Joint (Type-A) made with a single long stretcher and two headers, and joint (Type-B) made with two short stretchers connected with half lap joint and two headers were in the retaining wall using Steel bar. The compressive shear strength of joint was tested Three replicates were used in each test. In horizontal loading test the strength was 1.6 times stronger in wooden retaining wall using Steel bar than in wooden retaining wall using square timber. The timber and joints were not fractured in the test. When testing compressive shear strength, the maximum load of type-A and Type-B was 130.13 kN and 130.6 kN, respectively. Constructability and strength were better in the wooden retaining wall using Steel bar than in wooden retaining wall using square timber.

FRP적층판으로 보강된 각재적층목 라멘구조의 수평 전단 성능

송요진 ( Yo-jin Song ),백승엽 ( Seung-youp Baek ),김현우 ( Hyun-woo Kim ),김동현 ( Bon-yoon Gu ),구본윤 ( Dong-hyeon Kim ),홍순일 ( Soon-il Hong ) 한국목재공학회 2022 한국목재공학회 학술발표논문집 Vol.2022 No.2

각재적층목을 부재로 하는 강판 삽입형 접합부의 내력성능 향상을 위하여 FRP 적층판으로 부분 보강된 라멘구조에 대한 반복 수평재하시험을 수행하였다. FRP 적층판에 의한 각재적층목 라멘구조의 부분 보강은 초기강성을 평균 74% 향상 시켰으며, 특히 탄소섬유강화플라스틱 적층판은 높은 변형구간에서도 라멘구조의 강성 저하를 억제하였다. 더불어 FRP 적층판에 의한 부분 보강은 접합부에서 발생된 파괴의 진행을 억제하였으며, 횡력에 저항하는 각재적층목 라멘구조의 잔존 강도 및 신뢰성 향상에 기여를 하였다.

리기다 소나무 정각재를 사용한 목재옹벽의 직결나사못 접합부 내력 성능 평가

송요진 ( Yo Jin Song ),김건호 ( Keon Ho Kim ),이동흡 ( Dong Heub Lee ),황원중 ( Won Jong Hwang ),홍순일 ( Soon Il Hong ) 한국목재공학회 2011 목재공학 Vol.39 No.1

시험 시편은 1개의 횡목과 2개의 종목이 직결나사못 2개로 연결된 접합부(Type-A)와 2개의 횡목과 2개의 종목이 4개의 직결나사못으로 연결된 접합부(Type-B)를 제작하였다. Type-B를 보강하기 위하여 횡목간의 연결부를 끝면거리 5D로 반턱이음하여 2개의 직결나사를 사용한 접합부(Type-C), 끝면거리 10D로 반턱이음한 접합부(Type-Cl)와 끝면거리 10D, 직결나자 3개를 사용한 접합부(Type-C2)를 제작하였다. 압축형 전단 내력 시험 결과 Type-B의 내력을 기준으로 Type-B를 보완한 Type-C는 약 30% 감소하였고, Type-C에서 끝면거리를 증가시킨 Type-C1은 Type-B와 비슷한 내력을 보였으며, Type-C1에서 직결나사못의 개수를 3개로 증가시킨 Type-C2는 Type-C1과 비교하여 1.28배 내력을 나타냈다. 기존 정각재를 이용한 옹벽의 접합부 중 긴 횡목과 짧은 횡목이 2개의 종목과 연결되는 접합부는 내력이 저하되기 때문에 이를 대체하기 위하여 실험을 실시하였다. 따라서 Type-B를 Type-C2로 대체한다면 옹벽 시공시 직결나사못에 의한 목재의 할렬, 파단과 시공시간이 줄어들고 접합 내력이 증가할 것으로 기대된다. A connection was made between a single stretcher and 2 headers with 2 threaded nails(Type-A), and another one between 2 stretchers and 2 headers with 4 threaded nails(Type-B) to use as specimens. Type-C was the stretchers that are connected with 2 threaded nails by half lap joint at end-distance 5D to reinforce Type-B, Type-C1 the stretchers that are connected by half lap joint at end-distance 10D, and Type-C2 with 3 threaded nails at end-distance 10D. Compressive shear strength of Type-C, the supplementation of Type-B, was decreased by 30%, compared with that of Type-B. Those of Type-B and Type-C1 that used longer end-distance than Type-C were about the same, and that of Type-C2 connected with 3 threaded nails was 1.28-times stronger than that of Type-C1. Connection of the retaining wall using existing square timber has a problem between long and short stretchers and 2 headers. So it was investigated in the experiment to replace it. Therefore, if Type-B is replaced with Type-C2 in constructing the retaining wall, the crack and the rupture of timber caused by threaded nail as well as construction period can be reduced, and also it can be expected to increase their own strength.

잣나무 만곡 복합집성재의 휨강도 성능평가

송요진 ( Yo Jin Song ),정홍주 ( Hong Ju Jung ),이인환 ( In Hwan Lee ),홍순일 ( Soon Il Hong ) 한국목재공학회 2015 목재공학 Vol.43 No.4

본 연구에서는 잣나무 곡선부재의 휨 성능을 향상시키기 위하여 Glass fiber 소재의 보강재와 낙엽송 층재로 보강한 만곡 복합집성재를 제작하였다. 잣나무 만곡집성재는 보강유무 및 보강방법에 의하여 다섯 종류로 제작되었다. 대조시험편인 Type-A는 잣나무 층재로만 제작된 시험편이며, Type-B는 최외층에 잣나무 대신 동일한 두께의 국내산 낙엽송층재로 제작한 시험편이다. Type-C는 직물형태의 glass fiber cloth가 매 층재 사이에 삽입된 시험편이다. Type-D는 glass fiber cloth가 최외층재들의 안쪽과 바깥쪽에 2장씩 보강된 시험편이다. Type-E는 sheet 타입의 GFRP를 Type-D와 동일한 위치에 1장씩 보강한 시험편이다. 휨 강도 시험 결과, Type-A의 파괴계수와 비교하여 Type-B는 29%, Type-C는 6%, Type-E는 48% 증가되었으며 Type-D는 오히려 2% 감소하였다. 파괴모드에서 Type-A와 Type-B 그리고 Type-C는 최대하중에 도달하는 순간 완전히 파단되는 경향을 보였다. 그러나 Type-D와 Type-E는 보강재에 의해 파단이 억제되어 하중의 감소가 천천히 진행되었으며, 보강재 GFRP sheet(Type-E)는 압축응력과 인장응력에 대한 보강효과가 glass fiber cloth(Type-D)보다 양호한 것으로 확인되었다. In this study, to improve bending strength performance of Korean white pine, we made the curved composite glulam that was reinforced with glass fiber materials and larch lamina. Five types of Korean white pine curved glulams were made depending on whether they had been reinforced or not and how they had been reinforced. Type-A, reference specimen, was produced only with Korean white pine lamina, and Type-B was with larch lamina in the same thickness. Type-C was made by inserting a glass fiber cloth of textile shape between the each layer. Type-D was reinforced with two glass fiber cloths, which were placed inside and outside of the outermost lamina. Type-E was reinforced with GFRP sheet in the same way as Type-D. As a result of this bending strength test, the modulus of rupture (MOR) of Type-B, Type-C and Type-E were increased by 29%, 6%, and 48% in comparison with Type-A. However, MOR of Type-D was decreased by 2% in comparison with Type-A. In the failure modes, Type-A, Type-B and Type-C were totally fractured at the maximum load. However, load values of Type-D and Type-E decreased slowly because of reinforcement of fracture suppression, and the GFRP sheet (Type-E) had better reinforcing effect on compressive stress and tensile stress than the glass fiber cloth(Type-D).

강화플라스틱 연결구를 이용한 데크의 내력 성능평가

송요진 ( Yo Jin Song ),정홍주 ( Hong Ju Jung ),이동흡 ( Dong Heub Lee ),김경대 ( Kyung Dae Kim ),홍순일 ( Soon Il Hong ) 한국목재공학회 2013 목재공학 Vol.41 No.1

봉형 GFRP를 삽입접착한 낙엽송 집성재 접합부의 모멘트저항 성능 평가

이인환 ( In Hwan Lee ),송요진 ( Yo Jin Song ),정홍주 ( Hong Ju Jung ),홍순일 ( Soon Il Hong ) 한국목재공학회 2015 목재공학 Vol.43 No.1

국내산 낙엽송 집성재와 봉형 GFRP의 접착성능을 평가하기 위해 집성재에 선공을 한 후 봉형 GFRP를 삽입하고 접착제로 목재와의 간극을 충진시켜 인발시험편을 제작하였다. 인발시험편은 접착 깊이, 접착층 두께, 접착제 종류를 다르게 적용하여 실험하였다. 봉형 GFRP를 삽입접착한 캔틸레버형 라멘구조 시험체는 인발시험 결과를 토대로 제작, 강판삽입형 시험체와 모멘트 저항 성능을 비교검토 하였다. 인발시험결과 봉형 GFRP의 삽입깊이가 봉형 GFRP 직경의 5배일 때 가장 우수한 접착력이 측정되었으며, 접착층 두께는 1 mm일 경우 2 mm일 때보다 17%∼29% 향상된 접착력이 측정되었다. 또한 폴리우레탄(poly-urethane) 접착제를 사용한 시험편이 레조시놀(resorcinol) 접착제를 사용한 시험편보다 2.9∼4.0배 높은 성능을 발휘하였다. 봉형 GRFP로 접합한 캔틸레버형 라멘구조 시험체는 드리프트 핀을 사용한 강판삽입형 시험체와 비교하여 평균0.82배 낮은 모멘트 저항 성능이 측정되었지만 초기강성은 0.93배로 대등한 성능을 보였다. In order to evaluate the bond performance of domestic larch glulam and the glass fiber reinforced plastic (GFRP) rod, the specimen with the GFRP rod bonded-in domestic larch glulam for pull-out test was produced. The test was carried out using various specimens with different gluing depth, width of glue-line and type of adhesive. The cantilever type rahmen structure specimen with bonded-in GFRP rods was produced based on the result of pull-out test, and its moment resistance performance was compared and examined with the moment resistance performance of slotted-in steel plate specimen. As a result of the pull-out test, the most excellent bond performance was found when the insertion depth of GFRP rods was 5 times larger than the diameter of GFRP rods. When the glue-line thickness was 1 mm, the bond performance improved by 17%∼29% in comparison to the bond performance in the case of the glue-line thickness of 2 mm. Also, the bonded strength of the specimen used with poly-urethane adhesive was 2.9∼4.0 times greater than the bonded strength of specimen used with resorcinol adhesive. The cantilever type rahmen structure specimen with bonded-in GFRP rods showed the moment resistance performance 0.82 times lower in comparison to the slotted-in steel plate specimen used with the drift pin, but the initial stiffness was similar as 0.93 times.

강절형 목질 문형라멘프레임의 수평내력성능 평가

이인환 ( In-hwan Lee ),송요진 ( Yo-jin Song ),홍순일 ( Soon-il Hong ) 한국목재공학회 2017 목재공학 Vol.45 No.5

목구조물 기둥-보 접합물로는 슬릿 가공된 부재에 강판을 삽입한 형상이 통용되고 있다. 본 연구에서는 접합부가 접착된 강절형 문형라멘프레임 및 강판 대용인 목질접합물을 제작하여 절반은 기둥부재에 일체화하고 나머지 절반은 보부재와 핀으로 접합한 반강절형 문형라멘프레임을 제작하였다. 목질 문형라멘프레임들은 강판삽입형 접합부 문형라멘프레임과 수평내력성능을 비교 분석하였다. 수평내력성능은 완전탄소성모델 분석과 구간별 강성변화율 및 단기허용전단내력으로 평가하였다. 실험결과, 강절형 문형라멘프레임의 최대내력이 강판삽입형 접합부 문형라멘프레임 보다 낮게 측정되어 항복 내력은 0.58, 종국내력은 0.48로 산출되었으나, 초기강성과 소성률은 각각 1.35, 1.1 향상된 값이 측정되었다. 반강절형 문형라멘프레임의 완전탄소성모델 분석 결과 최대내력은 강절형 문형라멘프레임보다 낮았으나 파괴 후 인성이 우수하여 종국내력은 1.05∼1.07 높은 값이 산출되었다. 강판삽입형 문형라멘프레임은 반복 시험이 진행됨에 따라 강성이 급격히 감소한 반면 접합부가 목질로된 문형라멘프레임들의 강성은 서서히 감소되었다. For column-beam gussets of wooden structures, slit-processed members inserted with a steel plate are used in general. In this study, a rigid portal frame bonded with a joint was fabricated and a semi-rigid portal frame was fabricated by making a wooden gusset, a replacement for steel plate, of which a half was integrated into the column member and the other half was joined with the beam member by drift-pins. The lateral strength performance of the wooden portal frame was compared with that of the steel plate-inserted joint portal frame. The lateral strength performance was evaluated through a perfect elasto-plasticity model analysis, sectional stiffness change rate, and short-term permissible shear strength. As a result of the experiment, the maximum strength of the rigid portal frame was lower than that of the steel plate-inserted joint portal frame. The yield strength and ultimate strength were calculated as 0.58 and 0.48, respectively, but the measurements of initial stiffness and cumulative ductility improved by 1.35 and 1.1, respectively. As a result of the perfect elasto-plasticity model analysis of the semi-rigid portal frame, the maximum strength was lower than that of the rigid portal frame, but the toughness after failure was excellent. Thus, the ultimate strength was higher by 1.05∼1.07. The steel plate-inserted portal frame showed rapid decrease in stiffness with the progress of repeated tests, but the stiffness of the portal frames with a wooden joint decreased slowly.

보강목질적층판이 사용된 집성재 접합부의 모멘트 저항성능 평가

이인환 ( In-hwan Lee ),송요진 ( Yo-jin Song ),홍순일 ( Soon-il Hong ) 한국목재공학회 2017 목재공학 Vol.45 No.1

본 연구에서는 고강성, 고인성의 경량화된 목질접합부를 제작하기 위하여 슬릿 가공된 기둥부재 중앙에 강판 대용인 목질접합물을 삽입하고 기둥부재와 목질접합물만 결합된 시험편들을 제작하였다. 시험편들은 강판을 사용한 대조군시험편과 모멘트 저항성능을 비교분석하였다. GFRP보강목질적층판과 핀으로 제작된 시험편들은 강판삽입형 시험편보다 평균 24% 저하된 최대모멘트가 측정되었으나 양호한 인성이 관찰되었다. 파괴형상은 기둥부재의 연단부분에서 연륜을 따라 파괴되었다. 집성재와 목질적층판을 접착제로 일체화한 강절형 시험편은 대조군 시험편보다 초기강성이 2.8배 향상되었고, 최대모멘트도 평균 40% 향상된 경향을 보였다. 강절형 시험편들은 접착층 주위에서 파단되었다. In this study, specimens were produced with a column member and a wooden gusset only by inserting an wooden gusset which is a substitute for steel plate into the center of a slit-processed column member. The moment resistance performance of the specimens was compared with that of control specimens that used a steel plate. The measured maximum moments of the specimens produced with GFRP-reinforced wooden laminated gussets and pins were lower by 24% on average compared to the steel plate-inserted specimens, but they showed good toughness. The fracture shape suggests that it was fractured along the annual rings between the pin and the end of the column member. The rigid specimen that integrated a laminated wood and a wooden laminated gusset with adhesive showed 2.8 times greater initial rigidity and 40% greater maximum moment on average compared to the control specimen. The rigid specimens mainly fractured on a glulam around glue line.

강절형 목질접합부의 모멘트저항성능 평가

이인환 ( In-hwan Lee ),송요진 ( Yo-jin Song ),홍순일 ( Soon-il Hong ) 한국목재공학회 2017 목재공학 Vol.45 No.1

본 연구에서는 접합부가 접착제로 일체화된 강절형 기둥-보 접합 시험편과 슬릿 가공한 보부재에 기둥부재와 일체화된 목질접합물을 삽입하고 핀으로 접합한 시험편을 제작하여 모멘트 저항성능을 검토하였다. 목질접합물은 GFRP로 보강한 적층판을 제작하여 사용하였다. 슬릿 가공된 보부재에 GFRP보강적층판을 삽입하고 핀으로 접합된 기둥-보 시험편들은 완전탄소성 모델 분석으로 산출된 특성치들이 대조군인 강판삽입형 기둥-보 시험편보다 20∼80% 낮게 측정되었다. 기둥부재와 보부재가 접착제로 일체화된 강절형 기둥-보 시험편은 초기잔류변형이 거의 관찰되지 않았으며, 강판 삽입형 접합부보다 38% 향상된 초기강성과 41% 향상된 소성률이 측정되었다. In this study, specimens of rigid frame joint were produced by integrating joints with adhesive and other specimens were produced by inserting a wooden gusset integrated with a column member into a slit-processed beam member and joining them with pins. Then the moment resistance performances of the specimens were examined. For the wooden gusset, a GFRP-reinforced wooden gusset was used. The calculation results of perfect elasto-plasticity for the frame specimens for which a GFRP-reinforced wooden gusset was inserted into and joined with the slit-processed beam member by pins were 20-80% lower compared to the control group which consisted of steel plate-inserted frame specimens. The rigid frame specimens for which the column and beam members have been integrated with adhesive showed almost no initial residual transformations, as well as 38% greater initial rigidity and 41% greater plasticity compared to the steel plate-inserted joint.