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초록
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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 측정 되었다. 기둥부재와 보부재가 접착제로 일체화된 강절형 기둥-보 시험편은 초기잔류변형이 거의 관찰되지 않았으며, 강판 삽입형 접합부보다 38% 향상된 초기강성과 41% 향상된 소성률이 측정되었다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

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 ...

주제어

AI 본문요약
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제안 방법

  • 본 연구에서는 강판 대용인 보강목질적층판을 제작하여 접합물로 사용하였다. 기둥부재와 보강목질 적층판은 접착제로 일체화하여 강절형으로 제작하였다. 보부재와 기둥부재의 결합는 블록집성재 제조공법(Frank and Dominik, 2012 & Lee and Hong, 2016)으로 일체화하거나 슬릿 가공된 보부재에 보강 목질적층판을 삽입하고 유리섬유강화플라스틱(Glass Fiber Reinforced Plastics 이하 GFRP) 핀 또는 목재 핀으로 접합된 형상으로 3종류를 제작하였다.
  • 기둥부재는 PRF접착제로 GFRP보강적층판의 목질부와 일체화된 형상이다. 보부재의 슬릿부위에 기둥부재에 노출된 GFRP보강적층판을 삽입하고 봉형 GFRP로 접합하였다(Fig. 2).
  • 접합부의 내력성능평가는 완전탄소성분석을 하여 Mmax (최대모멘트), θmax (최대회전각), My(항복모멘트), θy(항복회전각), Mu(종국모멘트), θu(종국회전각), θv(완전탄소성 모멜의 항복점 회전각), μ(소성률)과 같은 특성치를 Fig. 5와 같이 산정하였다(Baek et. al., 2010).
  • 보부재와 기둥부재의 결합는 블록집성재 제조공법(Frank and Dominik, 2012 & Lee and Hong, 2016)으로 일체화하거나 슬릿 가공된 보부재에 보강 목질적층판을 삽입하고 유리섬유강화플라스틱(Glass Fiber Reinforced Plastics 이하 GFRP) 핀 또는 목재 핀으로 접합된 형상으로 3종류를 제작하였다. 제작된 기둥-보 시험편은 목질 접합부에 대중적으로 사용되는 강판 삽입형 접합부 시험편과 모멘트저항 성능을 비교분석하였다.
  • 2). 제작된 보부재 숫장부의 양면과 기둥부재에 PRF (Phenol-Resoecinol Formaldehyde) 접착제를 500 g/m2 도포한 후 압체압력 1 MPa로 24시간 상온 경화하였다.
  • 1) Control 시험편은 강판과 드리프트 핀으로 기둥과 보를 접합한 형태이다. 집성재에 직경 13 mm의 구멍을 가공한 후 9 mm의 슬릿가공을 하였다. 강판의 두께와 길이는 8 mm, 380 mm이었고 드리프트 핀은 직경 13 mm 길이 150 mm이었다.

대상 데이터

  • 2) Type-A 시험편은 일체화된 강절형 시험편으로 2층 3층으로 가공한 기둥부재와 보부재를 적층 판과 일체화할 수도 있지만, 제작의 편리를 위하여 보부재는 숫장부를 가공하였다. 기둥부재는 2층 집성재와 3층 집성재로 구분하여 제작하였다.
  • 이때 숫장부의 두께는 50 mm 길이는 190 mm이었다. 2층 집성재의 접착부위는 횡단면에서 길이 190 mm, 두께 10 mm로 제재하였으며, 3층 집성재의 접착부위는 길이 190 mm 두께 40 mm로 가공하였다(Fig. 2). 제작된 보부재 숫장부의 양면과 기둥부재에 PRF (Phenol-Resoecinol Formaldehyde) 접착제를 500 g/m2 도포한 후 압체압력 1 MPa로 24시간 상온 경화하였다.
  • 집성재에 직경 13 mm의 구멍을 가공한 후 9 mm의 슬릿가공을 하였다. 강판의 두께와 길이는 8 mm, 380 mm이었고 드리프트 핀은 직경 13 mm 길이 150 mm이었다. 집성재의 슬릿가공 부위에 강판을 삽입한 후 드리프트 핀으로 접합하였다(Fig.
  • 2) Type-A 시험편은 일체화된 강절형 시험편으로 2층 3층으로 가공한 기둥부재와 보부재를 적층 판과 일체화할 수도 있지만, 제작의 편리를 위하여 보부재는 숫장부를 가공하였다. 기둥부재는 2층 집성재와 3층 집성재로 구분하여 제작하였다. 이때 숫장부의 두께는 50 mm 길이는 190 mm이었다.
  • 3) Type-B 시험편의 보부재는 두께 50 mm 깊이 190 mm의 슬릿을 가공하였다. 기둥부재는 PRF접착제로 GFRP보강적층판의 목질부와 일체화된 형상이다. 보부재의 슬릿부위에 기둥부재에 노출된 GFRP보강적층판을 삽입하고 봉형 GFRP로 접합하였다(Fig.
  • 모멘트저항 시험편은 190 × 150 × 1000 mm의 낙엽송(Larix kaemferi Carr.) 기둥부재와 190 × 150 × 1100 mm의 보부재를 접합 및 접착한 외팔보 형태이다.
  • 1). 목재와 목재 간에는 PRF (Phenol Resorcinol Formaldehyde) 접착제를 사용하였으며 목재와 GFRP 사이에는 초산비닐(Polyvinyl acetate) 접착제를 사용하였다(Park et al., 2009).
  • 본 연구에서는 강판 대용인 보강목질적층판을 제작하여 접합물로 사용하였다. 기둥부재와 보강목질 적층판은 접착제로 일체화하여 강절형으로 제작하였다.

이론/모형

  • 보부재와 기둥부재의 결합는 블록집성재 제조공법(Frank and Dominik, 2012 & Lee and Hong, 2016)으로 일체화하거나 슬릿 가공된 보부재에 보강 목질적층판을 삽입하고 유리섬유강화플라스틱(Glass Fiber Reinforced Plastics 이하 GFRP) 핀 또는 목재 핀으로 접합된 형상으로 3종류를 제작하였다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
현대 목구조물의 접합형식에 일반적으로 사용되는 것은? 현대 목구조물의 접합형식은 강판삽입형(Inserted plate type), 강판측재형(Side plate type), 장부맞춤 (Dovetail) 등의 반강절(Semi-rigid) 접합부가 일반적으로 사용된다. 반강절 접합부들은 잔류 변형 및 초기 미끄러짐 현상이 발생하고 구조해석 및 설계과정이 복잡하다.
모멘트저항 시험편은 어떠한 것을 사용했는가? 모멘트저항 시험편은 190 × 150 × 1000 mm의 낙엽송(Larix kaemferi Carr.) 기둥부재와 190 × 150 × 1100 mm의 보부재를 접합 및 접착한 외팔보 형태이다. 기둥부재와 보부재는 각기 다른 4가지 형상으로 접착 및 접합하였다.
반강절 접합부의 단점을 보완할 수 있는 접합부와 그 특징은? 반강절 접합부들은 잔류 변형 및 초기 미끄러짐 현상이 발생하고 구조해석 및 설계과정이 복잡하다. 강절점(Fully rigid joint) 접합부들은 구조해석 및 설계과정이 간소화되고, 강절점으로 가정 하에 수행된 구조해석 결과는 실제 구조물의 거동과 거의 일치하여 효율적인 설계가 가능하다(Cho et al., 2015).
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참고문헌 (10)

  1. Beak, H.S., Iimura, Y., Imai, Fujio. 2010. Experimental study on the cyclic behavior of moment-resisting timber frames connected by threaded steel shaft and drift pin. Architectural institute of korea, 26(12): 11-18. 

  2. Cho, S.H., Lee, H.W., Park, M.J., Kim, T., Kim, J.H. Analysis model for approximate evaluation of stiffness for semi-rigid connection of wooden structures. 2015. J. Comput. Struct. Eng. Inst. Korea, 28(1): 93-100. 

  3. DIN EN 14080. 2013. Timber structures - Glued laminated timber and glued solid timber - Requirements. 

  4. Frank, M., Dominik, N. 2012. New timber bridges-inventive design by block-gluing. 

  5. Jung, H.J., Song, Y.J., Lee, I.H., Hong, S.I. 2016. Moment resistance performance evaluation of larch glulam joints using GFRP-reinforced laminated plate and GFRP rod. J. Korean Wood Sci. Technol. 44(1): 40-47. 

  6. Jung, H.J., Hong, S.I. 2015. Adhesive performance and fracture toughness evaluation of frp-reinforced laminated plate. J. Korean Wood Sci. Technol. 43(6): 868-875. 

  7. Lee, I.H., Hong, S.I. 2016. Bending and bonding strength performances of larix block-glued glulam. J. Korean Wood Sci. Technol. 44(3): 315-322. 

  8. Lee, I.H., Song, Y.J., Jung, H.J., Hong, S.I. 2015. Moment resistance performance evaluation of larch glulam joint bonded in glass fiber reinforced plastic rods J. Korean Wood Sci. Technol. 43(1): 60-67. 

  9. Park, J.C., Shin, Y.J., Hong, S.I. 2009. Bonding performance of glulam reinforced with glass fiber-reinforced plastics. J. Korean Wood Sci. Technol. 37(4): 357-363. 

  10. Song, J.M., Park, H.K. 2008. The structure analysis of the fist connection resistance performance for traditional wooden structural system improvement. Journal of the architectural institute of Korea: Structure & construction. 24(6): 3-10. 

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