선택한 단어 수는 입니다.
최소 단어 이상 선택하여야 합니다.
최소 단어 이상 선택하여야 합니다.
선택한 단어 수는 30입니다.
최대 10 단어까지만 선택 가능합니다.
최대 10 단어까지만 선택 가능합니다.
문제 정의
- 따라서 본 연구에서는 주부재로서 잣나무를 사용하고 OSB와 5종류의 국내산 합판을 측면부재로 선정하여 목조주택의 전단벽으로서의 구조성능을 파악하기 위하여 못 전단성능 실험을 수행하였다.
제안 방법
- Table 2를 통해 합판의 구성 조건에 따른 전단성능을 비교하였다. 단판 접착제에 따른 전단성능의 차이를 확인하기 위해 P-3와 P-4를 비교해 보았다. 일반적으로 P-3에 사용된 페놀수지 접착제는 P-4에 사용된 요소-멜라민 공축합수지 접착제보다 높은 내수 접착력을 가진다.
- 목조건축의 면재로 현재 많이 사용되고 있는 수입 OSB를 국내산 합판으로 대체하기 위해 북미산 OSB와 국산 합판의 못 접합부 전단시험을 수행하였다. OSB와 합판 모두 현행 국내 기준인 못 접합부 기준 허용전단내력 성능을 만족하였다.
- 못 접합부의 전단시험용 시험편은 주부재(frame material, stud)에 대한 측면부재(sheathing material)의 방향을 섬유평행방향과 섬유직각방향으로 구분하였다. 따라서 잣나무 소재인 주부재에 대한 측면부재로써 합판 5종과 OSB 1종을 각각 설치하여 주부재와의 목리방향에 따른 못 전단성능을 시험하였으며, 시험의 모식도를 Fig.
- 벽체 구성용 전단시험편의 치수는 측면부재 50 × 150 mm이며, 주부재는 섬유평행방향에 대해 38 × 135 × 150 mm, 섬유직각방향에 대해 38 × 135 × 150 mm로 제작하였다.
- 못 접합부의 전단시험은 2면 전단하중에 의한 방법으로 KS F 2153(한국표준협회, 2000)에 의거하여 10개의 시험편에 대해 하중속도 5 mm/min로 실시하였다. 본 연구에서 실시한 2면 전단시험은 주부재의 양면에 측면부재를 부착한 못 접합부에 대해 압축하중을 가하는 방식이며, 실험을 통해 측정된 하중-변위 곡선으로부터 얻은 값을 못의 개수로 나누어 평균적인 전단내력을 산정하였다.
대상 데이터
- 못 접합부의 전단시험용 시험편은 주부재(frame material, stud)에 대한 측면부재(sheathing material)의 방향을 섬유평행방향과 섬유직각방향으로 구분하였다. 따라서 잣나무 소재인 주부재에 대한 측면부재로써 합판 5종과 OSB 1종을 각각 설치하여 주부재와의 목리방향에 따른 못 전단성능을 시험하였으며, 시험의 모식도를 Fig. 1에 나타냈다.
- 본 연구에 사용된 합판 5종은 한국합판보드협회를 통하여 회원사로부터 분양받았으며, 그 조건은 Table 1에 나타냈다. OSB는 공칭치수 12 mm, 밀도 0.
- 벽체 구성용 전단시험편의 치수는 측면부재 50 × 150 mm이며, 주부재는 섬유평행방향에 대해 38 × 135 × 150 mm, 섬유직각방향에 대해 38 × 135 × 150 mm로 제작하였다. 접합 못은 현재 목조건축용으로 많이 사용되고 있는 길이 80 mm, 직경 3 mm의 나선형 철선못을 사용하였으며, 못 접합부는 2개의 못으로 양면의 측면부재와 주부재를 접합하여 전단시험편을 제작하였다.
- 62g/cm3이었다. 주부재에 해당하는 스터드 부재로는 북미산 SPF의 성능에 상응하는 국산 잣나무(Pinus koraiensis S. et Z.)를 이용하였다. 벽체 구성용 전단시험편의 치수는 측면부재 50 × 150 mm이며, 주부재는 섬유평행방향에 대해 38 × 135 × 150 mm, 섬유직각방향에 대해 38 × 135 × 150 mm로 제작하였다.
이론/모형
- 못 접합부의 전단시험은 2면 전단하중에 의한 방법으로 KS F 2153(한국표준협회, 2000)에 의거하여 10개의 시험편에 대해 하중속도 5 mm/min로 실시하였다. 본 연구에서 실시한 2면 전단시험은 주부재의 양면에 측면부재를 부착한 못 접합부에 대해 압축하중을 가하는 방식이며, 실험을 통해 측정된 하중-변위 곡선으로부터 얻은 값을 못의 개수로 나누어 평균적인 전단내력을 산정하였다.
성능/효과
- 최대내력은 전반적으로 합판이 OSB보다 높게 나타났다. OSB의 경우 섬유평행방향이 섬유직각방향 보다 다소 높게 나타났으나, 합판의 경우 P-1을 제외한 모든 시험편에서 섬유직각방향이 더욱 높게 나타났으며, 이들 구성은 OSB보다 높은 내력을 보였다. 최대내력(Pmax)은 섬유평행방향에서 P-1, P-4구성, 섬유직각방향에서 P-3, P-4구성이 가장 높았다.
- OSB의 못 전단성능에 비교하여, P-3, P-4, P-5에서와 같이 7 ply로 단판구성 수를 늘릴 경우, 섬유 직각방향에서 현저히 높아지는 현상을 얻을 수 있었다.
- 특히, 합판의 P-4 구성은 섬유평행 및 직각방향 모두에서 OSB보다 큰 내력을 나타냈다. 결과적으로, 경골목조주택과 같은 목조주택 시공시 주부재(stud)에 결합되는 벽체로서 합판을 사용하여 전단내력을 증진시킬 수 있음이 확인되었다.
- 항복내력의 경우 OSB는 섬유평행방향과 섬유직각 방향에서 거의 비슷한 값을 나타냈다. 그러나 합판은 P-5를 제외하고 모든 시험편에서 섬유직각방향의 항복내력이 섬유평행방향보다 높은 값을 나타냈다. 이러한 결과는 P-5구성의 섬유 평행방향 및 직각방향 간의 단판체적 비율이 타 구성 시험편과 차이 있게 조성되어 일어난 것으로 파악된다.
- 그리고 섬유직각방향의 경우 모든 전단성능이 P-4가 높게 나타났다. 따라서 본 연구를 통하여 전단벽 측면부재로서 합판을 사용하는 경우 표면에 다소 비중이 높은 활엽수(MLH) 단판을 구성하여 5 ply보다 단판 켜수(ply)를 7 ply로 증가시킴으로써 전단성능을 향상시킬 수 있음을 확인할 수 있었다.
- 본 연구의 결과로부터 전단벽의 성능은 측면부재의 방향성에 따라 전단성능이 달라질 수 있다는 경향을 얻을 수 있었다. 황 등(2008)의 연구에서도 주부재나 측면부재가 섬유평행방향일 때 못 접합부의 전단 성능이 반드시 높게 나타나지 않음을 보고하고 있다.
- 2에 못 접합부의 전단내력을 나타냈다. 접합계수는 OSB와 합판 대부분에서 섬유직각 방향이 섬유평행방향보다 높게 나타났다. P-3H와 P-2의 경우 OSB에 비해 낮은 값을 나타냈으나, 다른 합판 시험편에 대해서는 OSB보다 높은 접합계수를 나타냈다.
- OSB의 경우 섬유평행방향이 섬유직각방향 보다 다소 높게 나타났으나, 합판의 경우 P-1을 제외한 모든 시험편에서 섬유직각방향이 더욱 높게 나타났으며, 이들 구성은 OSB보다 높은 내력을 보였다. 최대내력(Pmax)은 섬유평행방향에서 P-1, P-4구성, 섬유직각방향에서 P-3, P-4구성이 가장 높았다. 결과, P-3와 P-4가 각각 1.
- 최대내력은 전반적으로 합판이 OSB보다 높게 나타났다. OSB의 경우 섬유평행방향이 섬유직각방향 보다 다소 높게 나타났으나, 합판의 경우 P-1을 제외한 모든 시험편에서 섬유직각방향이 더욱 높게 나타났으며, 이들 구성은 OSB보다 높은 내력을 보였다.
후속연구
- 다만, 측면부재로서 합판이 사용될 경우 주부재에 대하여 섬유직각방향에서 내력이 커짐에 주목할 필요가 있으며, 이에 상응한 부재 조립이 요구된다. 또한, 전단성능 이외에 수평하중에 대응하는 휨 성능에 대한 평가를 통해 국내산 합판의 구조용으로의 사용 확대를 기대할 수 있을 것으로 판단이 된다.
- 현재 국내 목조주택시장을 살펴보면, 2006년 4,203동(연면적 365,000 m2)착공되던 목조건축이 2010년 9,585동(연면적 781,000 m2)착공됨으로서 4년 내 2배 이상의 목조주택 착공이 신장되고 있다. 목조 건축의 면재료(벽체 등)로 현재 많이 사용되고 있는 수입 OSB 등의 구조용 패널을 국산 합판으로 대체하는 노력이 이루어진다면 합판 용도의 진작을 위한 저변 확대로 이어질 수 있을 것으로 전망된다.
※ AI-Helper는 부적절한 답변을 할 수 있습니다.