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표제지
목차
보고서 요약서 3
요약문 4
SUMMARY 6
제1장 연구개발과제의 개요 9
제2장 국내외 기술개발 현황 11
제3장 연구개발 수행 내용 및 결과 12
제1절 1차 년도 연구과제 : 다중접착접합 기둥의 성능 개선 12
1. 연구내용 및 범위 12
2. 시험재료 12
3. 시험방법 12
4. 결과 및 고찰 16
5. 결론 21
제2절 2차 년도 연구과제 : 다중접착접합 보의 성능 개선 54
1. 연구내용 및 범위 54
2. 시험재료 54
3. 시험방법 58
4. 결과 및 고찰 63
5. 결론 94
제 3절 3차 년도 연구과제 : 다중접착접합 기둥-보 접합부의 개발 및 성능 평가 96
1. 연구내용 및 범위 96
2. 시험재료 97
3. 시험방법 112
4. 결과 및 고찰 118
5. 결론 137
제4장 목표달성도 및 관련분야에의 기여도 139
1. 1차 년도: 다중접착접합 기둥부재의 보강 139
2. 2차 년도: 다중접착접합 보 부재의 보강 139
3. 3차 년도: 다중접착접합부재 기둥-보 접합부의 개발 및 성능 평가 139
제5장 연구개발결과의 활용계획 141
1. 추가연구의 필요성 141
2. 타 연구에의 응용 141
3. 기업화 추진방안 141
제6장 연구개발과정에서 수집한 해외과학기술정보 143
제7장 연구시설ㆍ장비 현황 144
제8장 참고문헌 145
표 1-1. 낙엽송 소경 간벌재로부터 소경각재를 생산하는 경우의 제재 및 최종 생산 수율 13
표 1-2. 다중접착접합 기둥부재 시험편의 종류 16
표 1-3. 소경각재 및 대경각재의 육안등급구분을 위한 품질기준 17
표 1-4. 낙엽송 소경각재의 육안등급별 탄성계수 및 압축강도 21
표 1-5. ASTM D 2915에 따라서 허용응력 산출을 위하여 적용되는 계수 26
표 1-6. 다중접착접합 기둥부재들에 대한 기둥안정계수(CP) 28
표 1-7. 낙엽송 대경각재의 육안등급별 탄성계수 및 압축강도 29
표 1-8. 미송 소경각재의 육안등급별 탄성계수 및 압축강도 36
표 1-9. 다중접착접합 기둥부재의 압축시험 결과 43
표 1-10. 다중접착접합 기둥부재의 압축시험 결과 45
표 1-11. 다중접착접합 기둥부재에서 대경재를 혼합 배치한 보강 효과 48
표 2-1. 낙엽송 소경 간벌재로부터 소경각재를 생산하는 경우의 제재 및 최종 생산 수율 55
표 2-2. 다중접착접합 보부재 시험편의 종류 58
표 2-3. 소경각재 및 대경각재의 육안등급구분을 위한 품질기준 59
표 2-4. 낙엽송 소경각재의 육안등급별 MOE 및 MOR 64
표 2-5. ASTM D 2915에 따라서 허용응력 산출을 위하여 적용되는 계수 70
표 2-6. 낙엽송 대경각재의 육안등급별 MOE 및 MOR 73
표 2-7/표 2-6. 미송 대경각재의 육안등급별 MOE 및 MOR 79
표 2-8/표 2-7. 다중접착접합 보부재의 휨시험 결과 86
표 2-9/표 2-8. 다중접착접합 보부재의 휨시험 결과 88
표 3-1. 다중접착접합부재 기둥-보 접합부의 종류 99
표 3-2. KS D 3504에 주어진 SD400 이형봉강의 성질 113
표 3-3. 다중접착접합부재에 대한 철근의 지압강도 119
표 3-4. 다중접착접합부재 내에 접착 고정된 철근의 접착강도 120
표 3-5. 다중접착접합 기둥-보 접합부의 전단 성능 122
표 3-6. 다중접착접합 기둥-보 접합부의 회전모멘트 저항 성능 130
표 3-7. 다중접착접합부재 생산의 경제성 비교 137
그림 1-1. 양면 제재를 통한 소경각재의 생산 13
그림 1-2. 소경각재만을 사용한 다중접착접합 기둥부재 15
그림 1-3. 보강 다중접착접합 기둥부재 시험편의 종류 15
그림 1-4. 응력파를 이용하는 비파괴시험 장비(Stress Wave Timer 239A) 18
그림 1-5. 소경각재 및 대경각재의 압축시험 19
그림 1-6. 다중접착접합 기둥부재의 압축시험 20
그림 1-7. 낙엽송 80mmx80mm 소경각재의 육안등급별 탄성계수 및 압축강도 21
그림 1-8. 낙엽송 소경각재에서 밀도와 압축탄성계수 사이의 관계 22
그림 1-9. 낙엽송 소경각재에서 탄성계수와 압축강도 사이의 관계 22
그림 1-10. 낙엽송 소경각재에서 응력파의 속도와 탄성계수 사이의 관계 23
그림 1-11. 모인 옹이 주변의 파괴 23
그림 1-12. 옹이 주변의 파괴 23
그림 1-13. 옹이 주변의 파괴 24
그림 1-14. 모인 옹이 주변의 파괴 24
그림 1-15. 할렬 끝 부분에서의 파괴 24
그림 1-16. 할렬과 관계없는 압축파괴 24
그림 1-17. 접선단면에서 45도 경사의 압축파괴 25
그림 1-18. 방사단면에서 섬유 직각 방향의 파괴 25
그림 1-19. 낙엽송 소경각재의 압축강도로부터 허용응력 산출 25
그림 1-20. 낙엽송 다중접착접합 기둥부재에 대한 예측하중과 실제하중의 비교 27
그림 1-21. 낙엽송 대경각재의 육안등급별 탄성계수 및 압축강도 29
그림 1-22. 낙엽송 대경각재에서 밀도와 압축탄성계수 사이의 관계 30
그림 1-23. 낙엽송 대경각재에서 압축강도와 탄성계수 사이의 관계 30
그림 1-24. 낙엽송 대경각재에서 응력파의 속도와 탄성계수 사이의 관계 31
그림 1-25. 낙엽송 대경각재에서 응력파의 속도와 압축강도 사이의 관계 31
그림 1-26. 모인 옹이 주변의 파괴 32
그림 1-27. 큰 옹이 주변의 파괴 32
그림 1-28. 접선단면에서 45도 경사의 압축파괴 32
그림 1-29. 방사단면에서 섬유 직각 방향의 파괴 32
그림 1-30. 낙엽송 대경각재의 절단 파괴 33
그림 1-31. 낙엽송 대경각재의 압축강도로부터 허용응력 산출 34
그림 1-32. 낙엽송 보강 다중접착접합 기둥부재에 대한 예측하중과 실제하중의 비교 35
그림 1-33. 미송 대경각재의 육안등급별 탄성계수 및 압축강도 36
그림 1-34. 미송 대경각재에서 밀도와 압축탄성계수 사이의 관계 37
그림 1-35. 미송 대경각재에서 압축강도와 탄성계수 사이의 관계 37
그림 1-36. 미송 대경각재에서 응력파의 속도와 탄성계수 사이의 관계 38
그림 1-37. 미송 대경각재에서 응력파의 속도와 압축강도 사이의 관계 38
그림 1-38. 모인 옹이 주변의 파괴 39
그림 1-39. 모인 옹이 주변의 파괴 39
그림 1-40. 큰 옹이 주변의 파괴 39
그림 1-41. 큰 옹이 주변의 파괴 39
그림 1-42. 섬유직각방향 압착파괴 40
그림 1-43. 섬유직각방향 압착파괴 40
그림 1-44. 옹이를 중심으로 상하 갈라짐 파괴 40
그림 1-45. 소성에 의한 부숴짐 파괴 40
그림 1-46. 미송 대경각재의 압축강도로부터 허용응력 산출 41
그림 1-47. 미송 보강 다중접착접합 기둥부재에 대한 예측하중과 실제하중의 비교 42
그림 1-48. 모인 옹이 주변의 파괴 43
그림 1-49. 큰 옹이 주변의 파괴 43
그림 1-50. 섬유경사를 따라서 진행된 파괴 44
그림 1-51. 좌굴에 의하여 부러진 파괴 44
그림 1-52. 모인 옹이 주변에서의 파괴 44
그림 1-53. 옹이 주변 섬유경사를 따라서 파괴 44
그림 1-54. 단면치수가 160mmx160mm인 다중접착접합부재의 압축강도 비교 46
그림 1-55. 단면치수가 240mmx240mm인 다중접착접합부재의 압축강도 비교 46
그림 1-56. 단면치수가 230mmx230mm 이상인 다중접착접합부재의 압축강도 비교 47
그림 1-57. 모인 옹이 주변의 파괴 49
그림 1-58. 큰 옹이 주변의 파괴 49
그림 1-59. 섬유경사를 따라서 진행된 파괴 49
그림 1-60. 좌굴에 의하여 부러진 파괴 49
그림 1-61. 좌굴에 의한 압착 파괴 50
그림 1-62. 접착층의 분리 파괴 50
그림 1-63. 접착층 분리 파괴 50
그림 1-64. 좌굴에 의한 부러짐 50
그림 1-65. 경사각(45도)으로 전단파괴 51
그림 1-66. 옹이 주변에서의 압착 파괴 51
그림 1-67. 끝부분의 압착 파괴 51
그림 1-68. 길이 방향으로 전단 파괴 51
그림 1-69. 모인 옹이 주변의 파괴 52
그림 1-70. 표층의 분리 52
그림 2-1. 양면 제재를 통한 소경각재의 생산 55
그림 2-2. 다중접착접합 보부재 56
그림 2-3. 보강 다중접착접합 보 부재 시험편의 종류 57
그림 2-4. 응력파를 이용하는 비파괴시험 장비(Stress Wave Timer 239A) 60
그림 2-5. 중앙 집중하중 휨시험 61
그림 2-6. 1/3점 하중 휨시험 61
그림 2-7. 소경각재 및 대경각재의 휨 시험 62
그림 2-8. 다중접착접합 보부재의 휨 시험 62
그림 2-9. 낙엽송 80mmx80mm 소경각재의 육안등급별 탄성계수 및 휨강도 64
그림 2-10. 낙엽송 소경각재에서 MOE 및 MOR 사이의 관계 65
그림 2-11. 낙엽송 소경각재에서 밀도와 MOE 사이의 관계 65
그림 2-12. 낙엽송 소경각재에서 응력파의 속도와 MOE 사이의 관계 66
그림 2-13. 섬유경사를 따라서 발생한 파괴 66
그림 2-14. 모인 옹이 주변의 휨 파괴 67
그림 2-15. 큰 옹이 주변의 휨 파괴 67
그림 2-16. 큰 옹이 주변의 휨 파괴 67
그림 2-17. 모인 옹이 주변의 휨 파괴 67
그림 2-18. 할렬 주변의 휨 파괴 68
그림 2-19. 할렬의 끝 부분에서 시작된 휨 파괴 68
그림 2-20. 껍질박이로 인한 휨 파괴 68
그림 2-21. 죽은 옹이로 인한 휨 파괴 68
그림 2-22/그림 2-2. 인장-전단-인장에 의한 파괴형태 69
그림 2-23. 인장에 의한 파괴 형태 69
그림 2-24. 낙엽송 소경각재의 휨 강도로부터 허용응력 산출 70
그림 2-25. 낙엽송 다중접착접합 보부재에 대한 예측하중과 실제하중의 비교 72
그림 2-26. 낙엽송 대경각재의 육안등급별 MOE 및 MOR 73
그림 2-27. 낙엽송 대경각재에서 밀도와 MOE 사이의 관계 74
그림 2-28. 낙엽송 대경각재에서 MOE와 MOR 사이의 관계 74
그림 2-29. 낙엽송 대경각재에서 응력파의 속도와 MOE 사이의 관계 75
그림 2-30. 섬유경사를 따라서 발생한 파괴 75
그림 2-31. 모인 옹이 주변의 휨 파괴 76
그림 2-32. 큰 옹이 주변의 휨 파괴 76
그림 2-33. 섬유경사를 따른 전단 파괴 76
그림 2-34. 섬유경사를 따른 전단 파괴 76
그림 2-35. 인장-전단-인장에 의한 파괴형태 77
그림 2-36. 인장-전단에 의한 파괴 형태 77
그림 2-37. 낙엽송 대경각재의 휨강도로부터 허용응력 산출 78
그림 2-38. 낙엽송 보강 다중접착접합 보부재에 대한 예측하중과 실제하중의 비교 79
그림 2-39. 미송 대경각재의 육안등급별 MOE 및 MOR 80
그림 2-40. 미송 대경각재에서 밀도와 MOE 사이의 관계 80
그림 2-41. 미송 대경각재에서 MOE와 MOR 사이의 관계 81
그림 2-42. 미송 대경각재에서 응력파의 속도와 MOE 사이의 관계 81
그림 2-43. 섬유경사를 따라서 발생한 파괴 82
그림 2-44. 옹이 주변의 휨 파괴 82
그림 2-45. 옹이 주변의 휨 파괴 82
그림 2-46. 섬유경사를 따른 전단 파괴 83
그림 2-47. 섬유경사를 따른 전단 파괴 83
그림 2-48. 인장-전단에 의한 파괴형태 83
그림 2-49. 인장에 의한 파괴 형태 83
그림 2-50. 미송 대경각재의 휨강도로부터 허용응력 산출 84
그림 2-51. 미송 보강 다중접착접합 보부재에 대한 예측하중과 실제하중의 비교 85
그림 2-52/그림 2-48. 옹이 주변에서 시작된 파괴 86
그림 2-53/그림 2-49. 큰 옹이 주변의 파괴 86
그림 2-54/그림 2-50. 핑거조인트의 파괴 87
그림 2-55/그림 2-51. 접착층의 파괴 87
그림 2-56/그림 2-52. 전단에 의한 파괴 87
그림 2-57/그림 2-53. 전단에 의한 파괴 87
그림 2-58/그림 2-54. 단면치수가 160mmx240mm인 다중접착접합 보부재의 휨성능 비교 89
그림 2-59/그림 2-55. 단면치수가 160mmx320mm인 다중접착접합 보부재의 휨성능 비교 89
그림 2-60/그림 2-56. 낙엽송으로 보강한 다중접착접합 보부재의 MOE 비교 90
그림 2-61/그림 2-57. 낙엽송으로 보강한 다중접착접합 보부재의 MOR 비교 90
그림 2-62/그림 2-58. 미송으로 보강한 다중접착접합 보부재의 MOE 비교 91
그림 2-63/그림 2-59. 미송으로 보강한 다중접착접합 보부재의 MOR 비교 92
그림 2-64/그림 2-60. 옹이 주변에서 시작된 파괴 92
그림 2-65/그림 2-61. 큰 옹이 주변의 파괴 92
그림 2-66/그림 2-62. 접착층의 파괴 93
그림 2-67/그림 2-63. 접착층의 파괴 93
그림 2-68/그림 2-64. 인장에 의한 파괴 93
그림 2-69/그림 2-65. 인장-전단에 의한 파괴 93
그림 3-1. 기둥-보 접합부 제조를 위한 다중접착접합 기둥 및 보 부재 98
그림 3-2. 다중접착접합부재 기둥-보 접합부의 기호 98
그림 3-3. 전단시험용 파이프 접합부(PI-C-N-S) 100
그림 3-4. PI-C-N-S 접합부의 전단변형 101
그림 3-5. 전단시험용 파이프-장부 접합부(PI-C-T-S) 101
그림 3-6. 전단시험용 볼트 접합부(BN-C-T-S) 102
그림 3-7. 전단시험용 볼트 접합부의 구성 103
그림 3-8. 볼트 접합부 전단시험편 103
그림 3-9. 모멘트저항성능 시험용 볼트 접합부(BN-C-N-M) 103
그림 3-10. 볼트 삽입을 위한 구멍 뚫기 104
그림 3-11. 모멘트저항 볼트 접합부의 구성 104
그림 3-12. 전단시험용 래그볼트 접합부(LB-C-T-S) 105
그림 3-13. 목재부재에 긴 구멍 뚫기 105
그림 3-14. 래그볼트 접합부의 구성 105
그림 3-15. 래그볼트의 삽입 105
그림 3-16. 래그볼트 삽입 후 남은 부분 105
그림 3-17. 모멘트저항성능 시험용 래그볼트 접합부 시험편(LB-C-N-M) 106
그림 3-18. 래그볼트 접합부의 구성 107
그림 3-19. 래그볼트의 삽입 107
그림 3-20. 전단시험용 철근삽입 접합부(SB-G-N-S) 107
그림 3-21. 철근삽입 접합부의 구성부분 108
그림 3-22. 2액형 에폭시수지 주입 도구 108
그림 3-23. 완성된 전단시험용 철근삽입 접합부 108
그림 3-24. 모멘트저항성능 시험용 철근삽입 접합부 시험편(SB-G-N-M) 109
그림 3-25. 전단시험용 십자철판-장부 접합부(SC-C-N-S) 110
그림 3-26. 십자철판-장부 접합부의 구성 111
그림 3-27. 완성된 십자철판-장부 접합부 111
그림 3-28. 모멘트저항성능 시험용 십자철판-장부 접합부 시험편(SC-C-T-M) 111
그림 3-29. 모멘트저항성능 시험용 십자철판-장부 접합부의 구성요소 112
그림 3-30. 완성된 모멘트저항성능 시험용 십자철판-장부 접합부 112
그림 3-31. 철근의 휨 시험 113
그림 3-32. 철근의 지압시험 114
그림 3-33. 목재 내에 접착 고정된 철근의 접착력 시험방법 114
그림 3-34. 다중접착접합 기둥-보 접합부의 전단성능 시험방법 115
그림 3-35. 다중접착접합부재 기둥-보 접합부에 대한 모멘트저항성능 시험방법 116
그림 3-36. 접합부의 회전각 계산 117
그림 3-37. 휨 하중 항에서 철근의 하중-변위선도 118
그림 3-38. 다중접착접합부재에 대한 철근의 지압시험으로부터 얻어지는 하중-변형선도 119
그림 3-39. 철근의 접착강도 시험에서 얻어지는 하중-변형선도 119
그림 3-40. 경사각에 따른 최대하중의 변화 120
그림 3-41. 경사각에 따른 접착강도의 변화 120
그림 3-42. 접합부의 하중-변위선도와 항복점의 산출 121
그림 3-43. 기둥-보 접합부의 전단시험 123
그림 3-44. 전단하중 하에서 접합부의 변형 123
그림 3-45. 전단하중 하에서 PI-C-N-S 접합부의 파괴 123
그림 3-46. 전단하중 하에서 PI-C-N-S 접합부에 삽입된 파이프의 변형 123
그림 3-47. 전단하중 하에서 PI-C-T-S 접합부의 파괴 124
그림 3-48. PI-C-T-S 접합부에서 전단하중에 의한 장부 및 파이프의 파괴 124
그림 3-49. 전단하중 하에서 BN-C-T-S 접합부의 변형 및 기둥의 파괴 124
그림 3-50. 전단하중 하에서 BN-C-T-S 접합부 내부에 설치된 철물의 변형 125
그림 3-51. 전단하중 하에서 LB-F-T-S 접합부의 파괴 125
그림 3-52. 전단하중 하에서 SB-G-T-S 접합부의 파괴 125
그림 3-53. 전단하중 하에서 SC-C-T-S 접합부의 파괴 126
그림 3-54. SC-C-T-S 접합부에서 전단하중에 의한 장부의 압축변형 126
그림 3-55. 다중접착접합부재 기둥-보 접합부의 모멘트저항성능 시험 126
그림 3-56. BN-C-N-M 기둥-보 접합부의 하중-회전각선도 127
그림 3-57. LB-C-N-M 기둥-보 접합부의 하중-회전각선도 127
그림 3-58. SC-C-T-M 기둥-보 접합부의 하중-회전각선도 127
그림 3-59. SB-G-N-M 기둥-보 접합부의 하중-회전각선도 128
그림 3-60. BN-C-N-M 기둥-보 접합부의 1차, 2차 및 3차 특성곡선(envelop curve) 128
그림 3-61. LB-C-N-M 기둥-보 접합부의 1차, 2차 및 3차 특성곡선(envelop curve) 129
그림 3-62. SC-C-T-M 기둥-보 접합부의 1차, 2차 및 3차 특성곡선(envelop curve) 129
그림 3-63. SB-G-N-M 기둥-보 접합부의 1차, 2차 및 3차 특성곡선(envelop curve) 129
그림 3-64. 회전모멘트로 인하여 철근에 작용하는 인장하중 132
그림 3-65. 회전모멘트에 의한 접합부 고정핀의 변형 133
그림 3-66. 휨모멘트에 의한 기둥부재의 파괴 133
그림 3-67. 회전모멘트에 의한 기둥 및 보의 파괴 134
그림 3-68. 섬유방향 전단에 의한 기둥부재의 파괴 134
그림 3-69. 섬유직각방향 인장에 의한 기둥부재의 파괴 135
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