Sustainable energy consumption and increasing $CO_2$ emissions stimulate Eco-friendly industry. Wood has positive various properties as alternative energy such as solar, wind and water. Wood provide lumber, pallet, paper, pulp and fuel through production process. Even Korea republic has 63.7% of forest rates, weather condition makes low forestry production capacity. For utilization of domestic small diameter log needs study mechanical properties. In this study, various properties tested on domestic Japanese Larch small diameter lumbers and make mechanical properties table for allowable stress calculation. Result of compressive test, allowable compressive stress is 13 MPa. Allowable bending stress is 12 MPa.
Nail withdrawal tests were conducted on clear wood of domestic small diameter logs. Nails were driven into the cross and longitudinal sections of each specimen, then nail withdrawal tests were performed. Nail withdrawal loads are strongly dependent on the direction of nail positions. The average load values for the nail withdrawal both in cross section and longitudinal section are higher in high specific gravity (SG) wood of sawtooth oak (Quercus acutissima Carr.) than those in low SG wood of Korean red pine (Pinus densiflora Sieb. et Zucc.) and pitch pine (Pinus rigida Mill.). The average ratio of the nail withdrawal loads for side-grain and end-grain are higher in the low SG wood than that in the high SG of wood. Both linear and non-linear regression analyses were conducted on nail withdrawal load with SG, good correlations were obtained between nail withdrawal load and SG.
Park, Joo-Saeng;Park, Chun-Young;Chun, Su-Kyoung;Lee, Jun-Jae
Journal of the Korean Wood Science and Technology
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제30권3호
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pp.59-65
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2002
EYM (European Yield Model), which was adopted in NDS (National Design Specification for wood construction), has been used in Korea without any verification of the analysis of bolted wood connections. In the case of applying lumber from domestic small diameter logs, however, there are some problems with the direct application of EYM ; 1) relatively low dowel bearing strength and dimensional stability due to a large amount of immature wood, 2) effect of MC (moisture contents) on the dowel bearing strength of wood and the yield load of a bolted connection. To evaluate the strength properties of bolted connections with lumber from domestic small diameter logs, effect of MC on the dowel bearing strength of wood was investigated and double shear bolted connection tests were performed. As the MC of wood increased, the dowel bearing strength was linearly reduced, even under 19% MC, which showed that adjustment, not considered in NDS, was required. Double shear bolted connection tests indicated that effect of MC on yield load should be considered in order to determine design value.
국토면적의 약 64%가 산림으로 구성되어 OECD 국가 중 네 번째로 산림면적의 비율이 높은 편임에도 원목 생산보다는 녹화에 초점을 맞추어 진행된 조림의 결과로 국내 목재자급률은 약 16.2%에 불구하다. 본 연구에서는 국산 간벌재로부터 소경각재를 생산하여 다중접착을 통해 기둥과 보 등의 다양한 구조용 집성재 제조하기 위하여 핑거조인트가 포함된 소경각재의 휨 성능을 핑거조인트가 없는 소경각재의 휨 성능과 비교하였으며 시험결과를 ASTM D2915에 따라 통계처리를 실시하여 허용응력을 산출하고 상호 비교 평가하였다. 기존의 구조용 집성재 생산라인에서 50 mm 이하의 층재에 대하여 사용하였던 핑거조인트 기계를 사용하여 제조된 핑거조인트 소경각재는 핑거조인트가 없는 부재에 비하여 50% 이하의 휨강도를 나타낸 반면 개선된 핑거조인트 방법을 적용하여 제조된 핑거조인트 부재는 약 80% 정도의 휨강도를 나타내었다. 또한, ASTM D 2915에 따라 핑거조인트가 없는 소경각재 및 핑거조인트가 포함된 소경각재의 허용 휨응력은 각각 12 MPa 및 11.4 MPa로 나타났다. 핑거조인트가 있는 소경각재의 경우에 핑거조인트가 없는 부재보다 강도의 편차가 적었으며, MOR은 약 80% 수준을 나타내었으나 허용 휨응력은 약 95% 수준을 나타내었다.
This research has been executed for maximization of lumber yield and more efficient use of small diameter logs. Sample logs from thinnings carne from densed artificial stands at the Kwangnung Experimental Forests situated in the central region of Korean peninsula. Species of sample logs were obtained to execute sawing and strength test for larch, and lumber strength test in full size for pitch pine and Korean pine. A survey on sawmills consuming domestic logs was carried out to know sawmill production, costs and utilization structure of lumber as a guide to business analysis. Results showed that sawing pattern from small logs less than 15cm in diameter was necessary to cut 9cm by 9cm square per one log in order to obtain high lumber recovery and provide for wide market needs. The total lumber yield of squares plus side boards was 56 percent to 58 percent from small logs and the yield for log sweep in 30 percent decreased by 24.5 percent in sawing production, compared to yield for straight logs. In sawing efficiency, production of lumber by twin band saw could be improved 238 percent higher than lumber of the same species produced by conventional sawmilling methods, and sawing accuracy with twin band saw was much higher at the lumber production than band saw. Lumber from the small larch logs has shown 70 knots per $m^2$ on its faces and also lumber showed lots of face checkings by air drying on the yard, compared to other species. MOR in bending of lumber in full size from small logs of larch was found ranging from 380kg/$cm^2$ to 460kg/$cm^2$, resulting in 40 percent less than the strength from clear small specimens. In lumber containing knots, cross grain, etc, longitudinal stress wave speed was delayed about 48 percent by defects in lumber from both larch and pitch pine logs. The surveyed sample sawmills consumed the domestic logs at the rate of 54 percent to 84 percent in the total timber consumption, showing high consumption at mills located in the mountains.
국산 원목의 유통체계 개선을 위해서는 원목 품질을 신뢰할 수 있는 있는 등급체계가 정착되어야 한다. 원목시장의 현실과 괴리된 원목규격의 개선을 위해 국내에서 생산되는 원목 현황과 원목이 사용되는 시장에 대한 분석이 필요하다. 이를 위해 2010년과 2011년에 국내 5개 지방산림청에서 생산 매각한 천만 본 이상의 원목자료를 수집하여 각 수종별로 경급과 재장을 분석하였다. 이를 바탕으로 원목규격의 경급과 재장구분 기준에 대한 개선방안을 모색하고자 하였다. 본 연구 주요결과를 요약하면 다음과 같다. 국산 침엽수 원목의 경급은 100~160 mm 범위의 소경재가 대부분을 차지하여 현행 원목규격의 재종구분이 현실에 비해 다소 과도하게 설정되었음을 확인할 수 있었다. 원목의 경급분포는 수종별로 서로 상이한 분포특성을 보여 수종별로 차별화된 경급기준의 필요성이 제기되었다. 국내에서 생산되는 원목의 재장이 수종마다 서로 상이하고, 제재용으로 선호되는 재장을 적극적으로 생산하지 못하는 문제점을 반영하여 재장에 관한 기준이 원목규격에 포함될 필요가 있다는 점을 확인하였다. 이러한 결과를 바탕으로 3개 수종군, 6개 재종의 새로운 침엽수 원목 구분체계를 제안하였으며, 각 등급에 적합한 지름 및 재장기준을 제시하였다.
In near future about 500,000 hectares of Japanese larch and pitch pine need thinning to improve crop-tree spacing and reasonable species composition in Korea. Although thinned trees show very little high quality wood, in fact, all the sawed products are suitable for construction and farming materials. Studies on the utilization of thinned small-diameter trees have been implemented in order to increase lumber yield and display the skeleton of farm buildings. The results obtained in this study were summarized as follows: 1. According to Korean Conifers Log Grading System, log grade 3 was 87.4 percent in Japanese larch bolts and 95.8 percent in pitch pine bolts from thinned trees. The ability to identify defects was essential for grading logs. 2. Cutting diagrams of sawing were developed for 1-sided sawing, 2-sided sawing and 3-sided sawing by small end diameter class of bolt and cutting sizes also were found to use effectively lumber with wane. 3. Lumber recovery of Pitch pine was a little higher than that of Japanese larch. The maximum lumber yields of pitch pine by sawing patterns were 87.2 percent for 1-sided sawing, 80.8 percent for 2-sided sawing an 64.1 percent for 3-sided sawing, up yield compared with 58.1 percent for 4-sided sawing. The lumber yield of 1, 2 and 3-sided sawing significantly was higher value than that of 4-sided sawing. 4. Lumber was inspected and graded. Lumber quality of diameter class 12cm was a little better than that of diameter class 8cm, but 90 percent of lumber in diameter c1ass 16cm fell into grade 3. The lumber grade was classified by Korean standard grades of confiers lumber. 5. Lumber from 1, 2 and 3-sided sawing was used to build the skeleton of a farm house ($53m^2$) and greenhouse ($60m^2$) in order to display more efficient use of small diameter trees from thinning 6. Total volume of timber for building a farm house was $8.1m^3$ of imported timber. Timber of $7m^3$, 70 percent of total volume would be substituted imported timber for domestic timber.
소경 참나무 횡절목을 열처리하여 브로치 등 악세사리용 소재로 개발하였다. 그러나 국산참나무는 난건조수종으로 특히 횡절 원판을 건조결함없이 건조하기 어렵다. 소경 굴참나무(Quercus variabilis)에서 얻은 원판(섬유방향 길이 7 mm)을 여름과 가을에 강제송풍천연건조하면서 여러 조건에 따른 건조수율을 조사하였다. 같은 조건에서 가을에 건조한 시편의 최종 평균함수율이 여름에 건조한 시편의 평균함수율보다 낮았다. 두 계절 모두 큰 직경의 시편은 풍속에 따른 차이를 보이지 않았으나 작은 직경의 시편은 풍속이 높았을 때 최종 평균함수율이 약간 낮았다. 두 계절 모두 직경이 큰 시편의 할렬 발생빈도가 직경이 작은 시편보다 높았는데 가을에는 2배 정도인데 반해 여름에는 4배가 넘었다. 여름에 낮은 풍속에서 건조한 큰 직경 시편의 할렬 발생빈도가 높은 이유는 여름의 높은 습도와 낮은 풍속으로 반복적인 수분 응축과 증발이 일어났기 때문으로 설명할 수 있다.
두께가 20mm와 30mm이고 폭이 40mm와 60mm 인 길이 600mm의 낙엽송 제재목에 응력파 시험과 휨강도 시험을 실시하였다. 모든 시험편은 생재 상태로 구입 후 함수율 약 13%로 조습 처리하여 응력파 시험과 휨강도 시험을 시행하였다. 휨 영계수와 휨강도는 두께가 큰 것이 작게 나타났다. 최상의 상관관계는 휨 영계수와 양 표면에서 구한 값의 평균값을 사용한 응력파 속도 및 영계수 사이에 나타났다. 휨 영계수와 관계에서 응력파 영계수는 응역파 속도 보다 더 확연한 옹이의 영향을 보였다.
두께가 20mm 와 30mm 이고, 폭이 40mm 와 60mm인 600mm 길이의 낙엽송 제재목에 응력파 시험을 실시하였다. 모든 시험편은 생재 상태로 구입 후 함수율 27%, 22%, 17%과 12%조건으로 조습 처리하였다. 함수율 변화에 따른 응력파 속도와 영계수를 구하기 위한 응력파 시험을 4종류의 함수율 조건에서 실시하였다. 응력파 속도와 응력파 시험으로부터 구한 영계수는 시편의 함수율, 치수, 그리고 시험편의 옹이와 옹이 주변 목리의 상호작용에 의해 영향을 받았다. 모든 함수율 및 각 함수율 조건에서 응력파 속도는 응력파에 의해 구한 영계수와 양호한 상관관계를 나타냈다. 응력파 속도와 응력파 시험으로 구한 영계수는 함수율이 증가할 때 비선형적으로 감소하였으나, 함수율 25% 이상에서는 응력파에 의해 구한 영계수의 변화가 거의 없었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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