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동등성능 철근콘크리트, 강재, 목재 보의 온실가스 배출량 및 내재 에너지 분석
오재원 ( Jae-won Oh ),방성준 ( Sung-jun Pang ),안경선 ( Kyung-sun Ahn ),김지용 ( Ji-yong Kim ),김민정 ( Min-jeong Kim ),장윤성 ( Yoon-seong Chang ),오정권 ( Jung-kwon Oh ) 한국목재공학회 2022 한국목재공학회 학술발표논문집 Vol.2022 No.1
최근 지속 가능한 발전에 관한 관심이 커지며, 전과정평가를 통한 환경 영향 평가가 활발하게 이루어지고 있다. 건축 부문에서도 하나의 건물을 대상으로 자재 생산부터 시공, 운영, 철거까지 전과정의 환경 영향 평가가 수행되고 있다. 그러나, 개별 평가 결과는 대상 건물의 설계조건이 상이하여 건축 재료에 따른 환경 영향을 비교하기에 어려움이 있다. 본 연구에서는 동등한 구조 성능을 가진 철근콘크리트, 강재, 목재 보의 온실가스 배출량과 내재 에너지를 비교 분석하였다. 동등한 성능으로 설계하기 위해 사용 재료와 단면 형상을 제외한 모든 조건을 동일하게 가정하여 설계하였고, 기능 단위는 보의 1m로 시스템 경계는 원자재 채취, 수송 및 제품 생산까지의 과정으로 정의하여 평가를 진행했다. 온실가스 배출량은 철근콘크리트, 강재, 목재의 비가 약 1.0, 1.8, 0.7로 나타났고, 내재 에너지도 이와 유사한 경향으로 나타났다. 단위 부피 생산 과정의 온실가스 배출량과 내재 에너지는 철근콘크리트, 강재, 목재의 비가 약 26, 1.0, 0.5 수준으로 본 연구의 결과와 큰 차이가 있음을 확인했다. 추후 연구에서는 동등한 성능을 가진 전체 구조체를 대상으로 전과정평가를 수행하여 연구 내용을 보완할 예정이다.
구조적 관점에서의 콘크리트, 목재 슬래브의 환경 영향 비교
오재원 ( Jae-won Oh ),박금성 ( Keum-sung Park ),김익 ( Ik Kim ),오정권 ( Jung-kwon Oh ) 한국목재공학회 2022 한국목재공학회 학술발표논문집 Vol.2022 No.2
목재는 친환경 건축 재료로 주목을 받고 있지만, 기존의 건물을 목재로 대체하여 얻는 환경적인 이득에 대한 연구는 미비한 실정이다. 목조 건물은 표본이 부족하여 통계적 분석이 어렵고, 기능적으로 동등한 건물을 설계하여 환경 영향을 비교하는 것은 구조적 효율성이 동등하지 않아 결과가 편향될 수 있기 때문이다. 본 연구에서는 목재의 환경적인 이득을 객관적으로 평가하기 위해 구조적 성능이 동등한 RC(Reinforced Concrete), CLT(Cross-Laminated Timber), TCC(Timber-Concrete Composite) 슬래브의 환경 영향을 비교하였다. 슬래브의 구조 성능은 단일 지표로 표현될 수 없기에 경간과 활하중이 같으면 구조 성능이 동등하다고 보았다. 슬래브를 다양한 경간과 활하중 조건에서 설계하고, 전과정평가 방법론을 활용하여 환경 영향을 평가했다. 환경 영향의 지표로 사용된 온실가스 배출량은 환경성능 인증제품의 데이터를 활용하였다. 분석 결과, 슬래브의 온실가스 배출량은 RC, TCC, CLT 순으로 높게 나타났다. 유일하게 TCC는 경간이 길어질수록 상대적인 환경 영향이 감소하는 경향을 보였다. 슬래브의 두께 또한 CLT, TCC의 두께가 RC보다 얇게 설계되어도 동등한 구조 성능을 낼 수 있음을 확인하였다. 이와 같은 결과를 미뤄보아 목조 구조가 환경적으로 우수하며 구조적으로도 합리적인 대안을 제시할 수 있음을 확인할 수 있었다.
방성준 ( Sung Jun Pang ),오정권 ( Jung Kwon Oh ),박천영 ( Chun Young Park ),박주생 ( Joo Saeng Park ),박문재 ( Mun Jae Park ),이전제 ( Jun Jae Lee ) 한국목재공학회 2011 목재공학 Vol.39 No.1
최근 재종에 따른 등급별 품질기준 및 결점의 측정방법이 개정되었다. 외국 규격과의 호환성을 비롯하여 보다 현실에 맞고 적용하기 쉽게 개선하기 위해서는 개정에 따른 구조용제재의 구조성능에 대한 고찰이 필요하다. 본 연구에서는 국산 침엽수재 중 대표적으로 사용되는 낙엽송과 잣나무를 대상으로 구조용제재 규정 개정에 따른 휨강도 성능을 구명하였다. 개정된 등급구분규정은 구조재로 적합한 1.2등급의 비율을 높인다는 측면과 1.2 등급과 3등급 이하 등급과의 구분을 보다 명료하게 한다는 점에서 개정전의 등급구분에 비해 효과적인 것으로 나타났고, 각 등급별 5% 하한치와 허용응력은 전체적으로 감소하였다. 특히, 건축구조기준(KBC 2009)에서 제시하고 있는 기준허용응력은 실대재 실험값에 비해 더 낮은 값을 제시하고 있으므로 보다 정확한 허용응력의 사용과 효율적인 구조설계를 위해서는 기준허용응력의 개선 또한 필요할 것으로 판단된다. Recently, the visual grading rule of Korea Forest Research Institute(KFRI) was revised and it is necessary to investigate the distribution characteristics of visual graded lumber in accordance with the revised rule. Therefore, in this study, the distribution characteristics of bending strength was investigated with revised visual grading rule and changed prior rule, respectively. The size of specimens was 38×140×3,000(mm) and the species were Larix kaempferi and Pinus koraiensis. The moisture content was under 18% and the specimens were tested in accordance with ASTM D-198. The number of No.1 and 2 grades, suitable for structural lumber, was increased when the revised visual grading rule was applied. Moreover, the revised rule was more effective to distinguish sharply between No.1 and 2 grades and below No.3 grade. Meanwhile, the lower 5% exclusion limit and allowable stresses were generally decreased when revised visual grading rule had been applied. However, the announcement of Korea Forest Service, tested with small clear specimen, was much lower than the allowable stresses of this test, tested with structural lumber. Therefore, the revision of allowable design values should be considered for more exact use and effective structural design.
< 구두-A-09 > 목재-콘크리트 복합 바닥 시스템의 Screw 전단 접합부 평가
이현정 ( Hyeon-jeong Lee ),오정권 ( Jung-kwon Oh ) 한국목재공학회 2019 한국목재공학회 학술발표논문집 Vol.2019 No.1
Timber-Concrete Composite(TCC) can provide higher stiffness as floor system. TCC is a type in which timber resistant to the tensile force and concrete resistant to the compressive force are connected by shear connectors, so the performance of the shear joint can be dominated to determine the performance of TCC. As a preliminary experiment to determine the performance of the shear connection of TCC, a slip test was carried out. Self-tapping screw (STS) was used for TCC shear connectors in consideration of the convenience of installation and existing researches. The prefabricated method was used in which STS was installed at regular intervals on larch glulam and concrete was poured thereon for curing. As a result of the experiment, slip modulus of TCC was changed according to the installation direction of STS. Withdrawal capacity was a decisive effect on the performance of shear connectors in TCC, and bent motion didn’t affect or reduced the performance of shear connectors in TCC.
임진아 ( Jin A Lim ),오정권 ( Jung Kwon Oh ),여환명 ( Hwan Myeong Yeo ),이전제 ( Jun Jae Lee ) 한국목재공학회 2010 목재공학 Vol.38 No.6
본 연구는 국산 백합나무의 육안 특성을 이용한 등급구분과 실대재 휨시험을 실시하여 이들의 강도 및 강성의 특성 구명을 통해 국산 백합내무의 구조용재로서의 이용기능성을 평가하였다. 활엽수의 육안등급구분규정이 국내에 존재하지 않아 몇몇 활엽수 제재목에 대한 규정을 포함하고 있는 NSLB (Northern Softwood Lumber Bureau) 규정에 따라 육안동급을 수행하였다 수행 결과로부터 계산된 백합나무의 휨허용응력을 NDS (National Design Specification)에 제시된 설계치와의 비교를 통해 국산 백합나무가 충분한 장도성능을 가지고 있음을 확인 하였다. 또한 백합나무 제지목을 국내 등급규정에 따라 허용응혁을 산정하여 이률 적용하는 데 있어 타당성을 평가하기 휘해 국내 국립산렴과학원 고시에 따라 육안등급을 수행하였다. 백합나무는 국립산렴과학원 고시에 제시된 비중에 따른 수종군 중 소나무류에. 포함되었다 적합분포로 판단된 웨이블분포에 따른 훰허용응력은 l등급 10.0 MPa. 2등급 7.4 MPa. 3등급 4.1 MPa로 제시된 설계치보다 높은 값이 나타났다. 본 실험의 결과로부터 국내 규정에 준하여 국산 백합나무를 구조용재로 이용이 가능함을 확인하였다. 국산 백합나무의 휨탄성계수는 국내외 기준 설계치를 모두 충족시키지 못하였으나. 국산백합나무를 구조용재로 이용하기 위해 본 실험을 통해 얻어진 백합나무의 평균 훰탄성계수를 제안하되. 1등급과 2등급은 9.000 MPa, 3등급 이하는 8,000 MPa를 적용 하는 것이 타당한 것으로 보인다. In this study, the visual grading based on the visual characteristics and structural timber bending test were conducted for domestic yellow poplar dimension lumber. Structural performance of domestic yellow poplar dimension lumber was conducted through the evaluation of strength and stiffness. Visual grading rule of yellow poplar dimension lumber did not exist in Korea. Visual grading of yellow poplar dimension lumber was performed according to the NSLB (Northern Softwood Lumber Bureau) standard grading rules including several hardwood dimension lumber. The allowable bending stress was calculated from the results of a visual grading. Compared with DS (National Design Specification), the yellow poplar dimension lumber showed enough strength for structural uses. In addition, the visual grading was performed according to the KFRI (Korea Forest Research Institute) grading rule to calculated allowable bending stress and to evaluated the feasibility. The yellow poplar was classified into the pine groups by the KFRJ criteria regulated by specific gravity. Allowable bending stress based on weibull distribution had became highly than KFRI criteria, as No. 1 (10.0 MPa), No.2 (7.4 MPa) and No.3 (4.1 MPa). And the availability of yellow poplar dimension lumber for structural uses had been confirmed. The Modulus of Elasticity (MOE) of domestic yellow poplar dimension lumber had not met the NDS and KFRI criteria. However, for the use of domestic yellow poplar, average values of MOE which obtained through this test were suggested as design value for domestic yellow poplar. Design values were supposed o. 1, 2 (9,000 MPa and No.3 (8,000 MPa).