• 한국산학기술학회논문지
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• 제12권7호
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• pp.2919-2924
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• 2011

자동서랍함용 완충기는 서랍을 여닫을 때 충격을 흡수하고 속도를 조절하는 역할을 해 준다. 완충기 튜브는 완충기의 구성품을 에워 쌓고 있는 원통 모양의 케이스이며 아세탈 재질로 되어있다. 본 연구는 사출 성형 공정에서 제작된 완충기 튜브의 품질 안정성을 평가하는 데 목적이 있다. 완충기 튜브는 4 캐비티 냉각장치를 갖춘 사출 성형공정에서 제작된다. 본 연구에서는 완충기 튜브의 품질 안정을 판단하기 위해 분석과 시험이 수행되었다. 분석과 시험은 컴퓨터 시뮬레이션을 통한 품질 분석과 연구된 튜브에 대한 외산품과의 성능 비교 시험이다. 사출 압력은 87.6 MPa로, 전체 휨량은 0.07~1.0 mm로 계산하였다. 연구된 튜브와 외산품을 비교해 볼 때 튜브의 최대 압축-하중은 231 kgf, 구간별 변위-하중은 0.05 kgf, 그리고 또 튜브 내경의 표면거칠기(Ra)는 $0.02\;{\mu}m$ 향상되었다. 결과적으로 사출 성형 공정에서 제작되어지는 연구된 튜브의 품질은 안정되었고 성능이 우수함을 알 수 있었다.

• 한국방재학회 논문집
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• 제11권3호
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• pp.219-228
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• 2011

본 연구에서는 철재형 이안제를 설계하기 위한 하부기초의 설계과정을 제시하고, 시험시공 현장에 대한 실시설계를 실시하였다. 본 구조물이 시험시공될 예정지인 경상북도 울진군 오산항 인근 해역에 대한 지반조사를 실시하였다. 대상기초는 압축력이 아닌 파력에 의한 수평력과 인발력에 의존한다. 상부 구조물이 해저면에서 약 9.0 m 돌출되어 있으므로 말뚝두부에 파력에 의한 수평하중이 재하되며 휨강성에 대한 저항력이 중요하다. 검토 결과 철재형 이안제의 기초로 강관말뚝(${\varphi}711$-12t)으로 결정하였다. 외부하중에 대한 말뚝기초의 안정성을 평가한 결과, 연직지지력, 인발저항력 및 수평저항력은 기준 안전율보다 크게 나타났다. 상용하중 작용시 발생되는 기초의 변위는 허용량 이내인 것으로 평가되었다. 지반반력법을 통하여 지층의 횡방향 및 축방향 지반반력과 변위관계를 산정할 수 있었다. 이를 토대로 상부구조의 해석을 수행하고 결과를 정량적으로 비교하였다.

• 해양환경안전학회지
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• 제28권7호
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• pp.1259-1266
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• 2022

최근, 구조설계 기준 및 평가방법의 전문화로 인하여, 선급 규칙의 통합화가 이뤄졌었다. 그 좋은 일례가 국제공통규칙(CSR, Common Structural Rule)이다. 그러나, 종강도 하중이 크게 작용하는 화물창 구역에만 국한하여 세부규정이 제시되어 있고, 선수와 선미부 구조에는 별다른 평가 지침이 없다. 언급한 구역의 구조설계는 조선사의 설계 경험에 의존하여 진행하고 있으며, 선급에서도 명확한 기준이 없으므로 구조 손상 문제가 발생하더라도 근본적인 원인을 파악하기가 힘들다. 본 연구에서는 선미부에 주로 발생하고 있는 좌굴 손상의 대표적인 사례에 대한 근본적인 원인을 파악하기 위한 엔지니어링 기반의 해법을 제시하였다. 유한요소해석 모델링 기반 구조 강도 검증을 위하여, 하중 조건, 경계조건, 모델링 방법 그리고 평가 기준에 대한 합리적인 해법을 제시하였다. 선미부에 작용하는 휨 모멘트에 의하여 높이 방향으로 압축하중에 의해서 좌굴이 발생할 가능성이 있으며, 좌굴 강성 증가를 위하여 판 두께 증가 혹은 수직 보강재의 추가가 필요하다. 앞으로도 이 결과는 유사 운반선의 선미부 구조 강도 검토 시 도움을 줄 것으로 기대된다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제23권6호
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• pp.37-51
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• 2007

본 연구에서는 인천해성점토 지반에 근입된 대구경 현장타설 말뚝의 횡방향 상대 강성에 따른 거동특성 을 분석하기 위하여, 인천대교 현장의 축소모형 시험과 실물 재하 시험을 일방향 및 양방향 반복재하 형태의 하중으로 수행하였다. 이를 토대로 국내 해성토의 p-y 곡선을 산정하였으며, 현장과 같은 조건으로 수치해석을 수행하여 기존 O'Neill clay 모델(1984)의 p-y 곡선과 Matlock soft clay 모델(1970)의 p-y 곡선을 비교 분석하였다. 본 검토결과 해성점토 지반에 근입된 현장타설말뚝의 거동은 서로 다른 특성을 가진 비선형 지반모델(O'Neill clay 모델, Matlock soft clay 모델, 재하시험을 통한 p-y 곡선)을 사용하여 해석하였음에도 불구하고 유사한 휨모멘트와 수평변위를 나타냈다. 이러한 원인을 규명하기 위하여, 말뚝과 지반의 상대강성에 초점을 맞추어 말뚝의 강성에 영향을 주는 주요 영향요소인 말뚝의 직경과 길이 그리고 강성 등을 변화시키면서 다양한 해석을 수행하였다. 해석결과 지반과 말뚝의 강성차이가 큰 강성말뚝의 경우 비선형 지반 모델이 말뚝 거동에 미치는 영향이 작게 나타났으나, 지반과 말뚝의 강성차이가 작은 연성 말뚝의 경우에는 비선형 지반모델의 차이에 따른 거동의 변화가 뚜렷하게 나타남을 확인할 수 있었다.

• Earthquakes and Structures
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• 제24권6호
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• pp.455-475
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• 2023

The present study investigates the non-linear soil-pile interaction using three-dimensional (3D) non-linear finite element models. The numerical models were validated by using the results of extensive pile load and shaking table tests. The pile performance in liquefiable and non-liquefiable soil has been studied by analyzing the liquefaction ratio, pile lateral displacement (LD), pile bending moment (BM), and frictional resistance (FR) results. The pile models have been developed for the different ground conditions. The study reveals that the results obtained during the pile load test and shaking cycles have good agreement with the predicted pile and soil response. The soil density, peak ground acceleration (PGA), slenderness ratio (L/D), and soil condition (i.e., dry and saturated) are considered during modeling. Four ground motions are used for the non-linear time history analyses. Consequently, design charts are proposed depended on the analysis results to be used for design practice. Eleven models have been used to validate the capability of these charts to capture the soil-pile response under different seismic intensities. The results of the present study demonstrate that L/D ratio slightly affects the lateral displacement when compared with other parameters. Also, it has been observed that the increasing in PGA and decreasing L/D decreases the excess pore water pressure ratio; i.e., increasing PGA from 0.1 g to 0.82 g of loose sand model, decrease the liquefaction ratio by about 50%, and increasing L/D from 15 to 75 of the similar models (under Kobe earthquake), increase this ratio by about 30%. This study reveals that the lateral displacement increases nonlinearly under both dry and saturated conditions as the PGA increases. Similarly, it is observed that the BM increases under both dry and saturated states as the L/D ratio increases. Regarding the acceleration histories, the pile BM was reduced by reducing the acceleration intensity. Hence, the pile BM decreased to about 31% when the applied ground motion switched from Kobe (PGA=0.82 g) to Ali Algharbi (PGA=0.10 g). This study reveals that the soil conditions affect the relationship pattern between the FR and the PGA. Also, this research could be helpful in understanding the threat of earthquakes in different ground characteristics.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제90권6호
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• pp.551-568
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• 2024

The present study deals with static and dynamic behaviors including forced vibrations of an elastic rectangular nano plate on the two-parameter foundation. Firstly, the rectangular plate is assumed to be subjected to uniformly distributed and eccentrically applied concentrated loads. The governing equations of the problem are derived by considering the dynamic response of the plate, employing a series of the Chebyshev polynomials for the displacement function and applying the Galerkin method. Then, effects of the non-essential boundary conditions of the plate, i.e., the boundary conditions related to the shearing forces, the bending moments and the corner forces, are included in the governing equation of motion to compensate for the non-satisfied boundary conditions and increase the accuracy of the Galerkin method. The approximate numerical solution is accomplished using an iterative process due to the non-linearity of the unilateral property of the two-parameter foundation. The plate under static concentrated load is investigated in detail numerically by considering a wide range of parameters of the plate and the foundation stiffnesses. Numerical treatment of the problem in the time domain is carried out by assuming a stepwise variation of the concentrated load and the linear acceleration procedure is employed in the solution of the system of governing differential equations derived from the equation of motion. Time variations of the contact region and those of the displacements of the plate are presented in the figures for various numbers of the two-parameter of the foundation, as well as the classical and nano parameters of the plate particularly focusing on the non-linearity of the problem due to the plate lift-off from the unilateral foundation. The effects of classical and nonlocal parameters and loading are investigated in detail. Definition of the separation between the plate and the two-parameter foundation is presented and applied to the given problem. The effect of the lift-off on the static and dynamic behavior of the rectangular plate is studied in detail by considering various loading conditions. The numerical study shows that the effect of nonlocal parameters on the behavior of the plate becomes significant, when nonlinearity becomes more profound, due to the lift-off of the plate. It is seen that the size effects are significant in static and dynamic analysis of nano-scaled rectangular plates and need to be included in the mechanical analyses. Furthermore, the corner displacement of the plate is affected more significantly from the lift-off, whereas it is less marked in the time variation of the middle displacement of the plate. Several numerical examples are presented to examine the sensibility of various parameters associated with nonlocal parameters of the plate and foundation. Both stiffening and softening nonlocal parameters behavior of the plate are identified in the numerical solutions which show that increasing the foundation stiffness decreases the extent of the contact region, whereas the stiffness of the shear layer increases the contact region and reduces the foundation settlement considerably.

• Journal of the Korean Wood Science and Technology
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• 제14권1호
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• pp.3-44
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• 1986

목재(木材)파아티클과 성질(性質)이 전혀 다른 철선(鐵線)을 물리적(物理的)으로 결합(結合)시킴으로써 목재(木材)와 철재(鐵材)의 재료적(材料的) 특성(特性)을 서로 보완(補完)하여 목재(木材)파아티클과 철선(鐵線)의 새로운 복합체(複合體)인 목질(木質)-철선(鐵線)보오드를 제조(製造)하고 그 특성(特性)을 구명(究明)하여 기초자료(基礎資料)를 얻고자 하였다. 메란티 합판제조폐재(合板製造廢材)을 이용(利用)한 팔만칩을 12mesh를 통과하고 20mesh체에 남는 큰 파아티클과 20mesh을 통과하고 60mesh체에 남는 작은 파아티클로 구분하여 요소수지를 분무한 다음, 굵기 1mm인 철선(鐵線)을 나비방향과 길이방향으로 1, 2 및 3층(層)으로 배열하여 성형(成型)하고 시험용(試驗用) 복합(複合) 파아티클 보오드를 제조하였다. 1층(層) 철선구성(鐵線構成)보오드의 경우에는 철선간(鐵線間)의 배치간격(配置間隔)을 나비방향과 길이방향(方向)으로 각기 0.5cm, 1cm, 1.5cm, 2cm 및 2.5cm 등(等) 5가지로 하여 24가지의 철선구성방법(鐵線構成方法)으로 하였으며, 2층(層) 철선구성(鐵線構成 )보오드는 철선구성간격(鐵線構成間隔)을 1cm로 하였고 철선구성방법(鐵線構成方法)을 3가지로 하였으며, 3층(層) 철선구성(鐵線構成)보오드는 철선구성간격(鐵線構成間隔)을 1cm로 하고 철선구성방법(鐵線構成方法)을 11가지로 하여 제조(製造)한 보오드는 대조(對照)보오드를 포함(包含)하여 312개였다. 보오드를 성형(成型)한 열압온도(熱壓溫度) 160$^{\circ}C$, 악력(壓力) 35kgf/$cm^2$, 열압시간(熱壓時間) 9분(分)으로 하여 보오드를 제조(製造)하고 이 목질(木質) 철선복합(鐵線複合)보도드의 물리적(物理的) 및 기계적(機械的) 성질(性質)을 측정(測定)분석(分析)한 바 다음과 같은 결과(結果)를 얻었다. 1. 큰 파아티클과 작은 파아티클로 제조(製造)한 보오드에서 철선구성층수(鐵線構成層數) 및 구성철선(構成鐵線)의 수(數)가 많은 보오드일수록 그 비중(比重)은 컸었다. 2. 큰 파아티클로 제조(製造)한 보오드는 철선구성(鐵線構成)으로 인하여 두께팽창율(膨脹率)의 감소(減少)가 뚜렷하였으며 특히 철선구성층수(鐵線構成層數)가 많을수록 이 팽창율(膨脹率)은 더 개선되었다. 3. 큰 파아티클 및 작은 파아티클로 제조(製造)한 보오드 공(共)히 철선구성층수(鐵線構成層數)가 증가(增加)함에 따라 철선(鐵線)의 강도적(强度的) 특성(特性)이 파아티클 휨강도(强度) 성질(性質)을 보강(補强)하여 파괴계수(破壞係數), 탄성계수(彈性係數), 휨 극한하중(極限荷重) 일량(量) 등(等)이 개선(改善)되었으며, 2층(層) 및 3층(層) 철선구성(鐵線構成)보오드의 경우 보오드의 하층(下層)의 철선구성방향(鐵線構成方向)이 보오드의 길이방향(方向)과 일치(一致)하는 보오드가 특(特)히 큰 휨강도(强度) 향상(向上)을 보여 인장라미네이션을 얻었다. 4. 1층(層) 철선구성(鐵線構成)보오드는 철선구성간격(鐵線構成間隔)에 따른 개구면적(開口面積)과 파아티클의 크기에 따라 파괴계수(破壞係數), 탄성계수(彈性係數), 휨 극한하중(極限荷重) 일량(量) 등(等)이 다르게 나타났으나, 큰 파아티클로 제조(製造)한 보오드의 파괴계수(破壞係數)는 개구면적(開口面積)이 1.5~3$cm^2$이고, 나비 방향(方向)의 철선구성간격(鐵線構成間隔)이 1~2cm이면서 길이방향(方向)의 철선구성간격(鐵線構成間隔)이 1.5~2.5cm인 보오드가 높은 값을 나타냈고 작은 파아티클로 제조(製造)한 보오드의 파괴계수(破壞係數)는 개구면적(開口面積)이 0.5~1.5$cm^2$ 및 3.75~6.25$cm^2$이고 나비 방향(方向)의 철선간격(鐵線間隔)이 0.5cm이거나 2.5cm인 보오드가 높은 값을 나타냈다. 5. 큰 파아티클로 제조(製造)한 1층(層) 철선구성(鐵線構成)보오드의 탄성계수(彈性係數)는 개구면적(開口面積)이 1.5~3$cm^2$이고 나비방향(方向) 및 길이방향(方向)의 철선구성간격(鐵線構成間隔)이 1~2.5cm에서 큰 값을 나타냈으며, 한편 작은 파아티클로 제조(製造)한 보오드의 탄성계수(彈性係數)는 개구면적(開口面積)이 0.75~1.25$cm^2$ 민 3~6.25$cm^2$이고, 나비방향(方向)의 철선구성간격(鐵線構成間隔)이 0.5 또는 2.5cm에서 큰 값을 나타내었다. 6. 큰 파아티클로 제조(製造)한 1층(層) 철선구성(鐵線構成)보오드의 휨 극한하중(極限荷重) 일량(量)은 개구면적(開口面積)이 1~3$cm^2$인 보오드가 큰 값을 보였고, 작은 파아티클로 제조(製造)한 보오드의 경우의 그것은 철선(鐵線)의 개구면적(開口面積)이 좁은 것이 크게 나타났다. 7. 박리저항(剝離抵抗) 및 나사못보지력(保持力)은 큰 파아티클로 제조(製造)한 3층(層) 및 2층(層) 철선구성(鐵線構成)보오드에서 대부분(大部分) 대조(對照)보오드보다 큰 값을 보였으나 작은 파아티클로 제조(製造)한 보오드에서는 뚜렷한 경향이 없었다. 큰 파아티클로 제조(製造)한 1층(層) 철선구성(鐵線構成)보오드의 박리저항(剝離抵抗) 및 나사못보지력(保持力)은 전체적으로 비슷한 수준(水準)을 보였고 작은 파아티클로 제조한 보오드에서는 개구면적(開口面積)이 증가(增加)함에 따라 박리저항(剝離抵抗)은 증가(增加)하고 나사못보지력(保持力)은 감소(減少)하는 현상(現象)을 보였다.

• 한국도로학회논문집
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• 제13권3호
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• pp.21-30
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• 2011

콘크리트 포장의 다웰바는 교통하중을 줄눈 넘어 인접한 슬래브로 전달하는 하중전달장치이다. 현재 국내에서 사용되는 다웰바는 원형봉강으로 교통하중과 환경하중으로 인해 반복적으로 발생하는 전단응력과 휨응력에 대해 높은 내구성을 갖고 있다. 그러나, 강재 다웰바는 장기간 공용시 줄눈틈, 포장 하부 등으로 침투한 수분으로 인해 부식이 발생한다. 특히, 겨울철에 사용되는 제설용 염수와 접촉할 경우 부식은 급격히 진행된다. 다웰바에 부식이 발생하면 부피가 증가하여 줄눈의 거동을 방해하며 유효단면적의 감소로 하중전달효과가 떨어질 수 있다. 이와 함께 지속적인 원자재 가격의 상승으로 강재 다웰바의 가격 경쟁력이 크게 낮아지고 있다. 이러한 강재 다웰바의 문제점은 새로운 재료를 사용한 대체 다웰바의 개발로 이어지고 있다. 본 연구에서는 높은 인장강도, 높은 내부식성을 갖춘 FRP(fiber reinforced plastic)를 튜브 형태로 제작하고 그 속을 고강도 무수축 모르타르로 충진한 FRP 튜브 다웰바에 대한 역학적 두께 설계를 실시하였다. 역학적 두께 설계의 기준으로 다웰바와 콘크리트 면 사이에 발생하는 지압응력을 사용하였다. 지압응력의 산정을 위하여 다웰바에 전달되는 교통하중을 이론식과 유한요소해석을 통해 산출하고 실내시험을 통해 FRP 튜브 다웰바의 물성을 측정하였다. 그 결과, 직경 32mm, 40mm FRP 튜브 다웰바 모두 지압응력 기준을 만족하는 것으로 나타났다. 국내 콘크리트 포장은 콘크리트 슬래브 하부에 강성이 큰 린 콘크리트층을 사용하기 때문에 다웰바에 전달되는 교통하중이 적고 이로 인해 지압응력도 낮아져 상대적으로 적은 직경의 FRP 튜브 다웰바의 사용이 가능한 것으로 판단된다.

• 대한치과교정학회지
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• 제36권3호
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• pp.188-197
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• 2006

교정 치료 시 사용되는 섬유 강화 컴포지트(FRC, fiber reinforced composite)는 구강 내에서 저작압 등의 지속적인 응력과 수분 흡수 등의 이유로 파절이 일어나는 경우가 있다. 이 때 모든 FRC를 제거하지 않고 수리(repair)하는 경우에 적절한 강도를 얻기 위해 첨가해야 할 FRC의 양 및 그 파절 양상을 알아보고자 하였다. 두 개의 FRC strips를 1, 2, 3, 그리고 4mm 만큼 겹쳐(E1, E2, E3, E4군) 시편을 만드는 방법으로 수리를 재현한 후 light emitting diode 광중합기로 중합하고, 3점 굽힘 실험을 시행하여 겹침 길이와 접합 강도간의 관계에 대해 조사하였다. 최대 하중치는 E4군에서 2.67N으로 최대였고, 대조군(2.39N), E3군(2.35N), E2군(2.10N), 그리고 E1군(1.75N)의 순이었다. 강성 역시 최대 하중치와 같이 E4군(2.32 N/mm)에서 최대치를 기록하였으나, E3군(2.06N/mm)의 강성이 대조군(1.88N/mm)보다 더 큰 값을 보였다. 겹침 길이가 길수록 완전히 두 조각으로 파절되기 보다 가운데 또는 critical section 에서 굽힘 양상을 보였다. 반면 겹침 길이가 짧은 경우 두 조각으로 부러지는 파절 양상을 보였다. 이상의 실험에서 길이 10 mm인 연결자 형태의 FRC의 수리 시 적절한 강도를 얻기 위해서는 최소 3 mm의 strips를 겹쳐야 하고, 이 때 주로 나타나는 실패 양상인 굽힘을 최소화하기 위해 연결 부위에 바로 인접하여 두께가 급격하게 변하는 critical section의 보강이 필요할 것으로 사료된다.

• Journal of the Korean Wood Science and Technology
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• 제27권1호
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• pp.37-49
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• 1999

내화처리 및 재건조가 목재의 역학적 성질에 미치는 영향을 구명하기 위하여 라디에타소나무 변재 무결점 소형 시험편 내로 내화제인 borax-boric acid(BRX), minalith(MIN), pyresote(PYR)를 가압주입한 후 25, 60, 80, $11^{\circ}C$로 재건조한 후 휨성질과 종압축강도를 측정하였다. 내화처리 및 재건조에 의한 라디에타소나무 시편의 역학적 성질 감소 정도는 내화제의 종류, 보유량, 그리고 재건조온도의 조합에 따라 상이하였으며, 내화처리와 재건조온도간에 통계학적으로 매우 높은 유의성을 보이는 상호작용이 존재하였다. 휨강도와 휨파괴시 최대일량은 내화처리에 의해 상당히 감소되었으나 휨탄성계수와 종압축강도는 내화처리에 의해 감소되지 않고 오히려 BRX 처리구의 탄성계수와 BRX 및 PYR 처리구의 종압축강도는 대구조인 무처리구보다 높았다. 몇가지 내화제와 재건조온도의 조합의 휨탄성계수와 종압축강도의 경우를 제외하고는 내화제 보유량간에는 역학적 성질의 차이도 인정되지 않았다. 휨탄성계수와 종압축강도는 재건조온도의 영향을 크게 받지 않는 것으로 나타났다. 그러나 휨강도와 휨파괴시 최대일량은 재건조온도가 증가할수록 일반적으로 감소하였는데, BRX처리구는 재건조온도 $80^{\circ}C$부터, 그리고 MIN과 PYR 처리구는 재건조온도 $110^{\circ}C$에서 대구조와 비교할 때 심각한 휨강도의 감소가 관찰되었다. 따라서 내화처리 라디에타소나무 목재를 구조부재로 사용하기 위해서는 BRX 처리재의 경우는 $60^{\circ}C$, 그리고 MIN과 PYR 처리재의 경우는 $80^{\circ}C$ 이상의 건구온도를 적용하는 것은 삼가야 할 것이다.