• Steel and Composite Structures
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• 제45권1호
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• pp.83-100
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• 2022

Timber is one of the few natural, renewable building materials and glulam is a type of engineering wood product. In the present work, timber-based braces are applied for retrofitting midrise Special Moment Resisting Frame (SMRF) using two types of timber base braces (Timber base glulam, and hybrid Timber-Steel-BRB) as alternatives for retrofitting by traditional steel bracings. The improving effects of adding the bracings to the SMRF on seismic characteristics of the frame are evaluated using load-bearing capacity, energy dissipation, and story drifts of the frame. For evaluating the retrofitting effects on the seismic performance of SMRF, a five-story SMRF is considered unretofitted and retrofitted with steel-hollow structural section (HSS) brace, Glued Laminated Timber (Glulam) brace, and hybrid Timber-Steel BRB. Using OpenSees structural analyzer, the performance are investigated under pushover, cyclic, and incremental loading. Results showed that steel-HSS, timber base Glulam, and hybrid timber-steel BRB braces have more significant roles in energy dissipation, increasing stiffness, changing capacity curves, reducing inter-story drifts, and reducing the weight of the frames, compared by steel bracing. Results showed that Hybrid BRB counteract the negative post-yield stiffness, so their use is more beneficial on buildings where P-Delta effects are more critical. It is found that the repair costs of the buildings with hybrid BRB will be less due to lower residual drifts. As a result, timber steel-BRB has the best energy dissipation and seismic performance due to symmetrical and stable hysteresis curves of buckling restrained braces that can experience the same capacities in tension and compression.

• 한국공간구조학회:학술대회논문집
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• 한국공간구조학회 2008년도 춘계 학술발표회 논문집
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• pp.49-52
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• 2008

목재자원을 효율적으로 활용하기 위한 목적으로 개발된 공학목재는 기존에 구조용으로 사용되어 오던 목재제품에 비해 강도가 높으면서도 안정적인 장점을 가지고 있다. 또한 설계 상세에 따라 부재를 주문 제작이 가능하며, 대규모 건축물에도 주요 구조체로 사용되어져 오고 있다. 장 스팬이 요구되는 재료로 구조용 집성재나 목재 I형장선, 단판적층재(LVL) 등을 활용하여 사용되고 있다. 본 프로젝트는 공학목재 중에서 집성재 및 막재를 이용한 구조 시스템으로, 강원도 뿌리기념관 공원공사 중 "야외무대 지붕공사"로 구조 재료, 구조설계 및 시공에 관한 내용으로 구성되어 있다. 지붕 구조재는 PVF/PFLT(테드라 필름코팅) 소재의 막이 사용되었다. 기둥 및 경사 부재는 강재(SS400)를 사용하였고, 캔틸레버 보 부재는 비대칭 구성 집성재(10S-28B)를 이용하였다.

• Journal of the Korean Wood Science and Technology
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• 제43권5호
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• pp.682-690
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• 2015

The bonding performance of two types of wood adhesives, namely phenol-resorcinol-formaldehyde (PRF) resin and melamine-urea-formaldehyde (MUF) resin for glued laminated timber manufactured by high frequency (HF) heating was evaluated. The HF heating system consists of HF oscillator with dielectric heating system for curing adhesives, and hydraulic press system for clamping glued laminated timber. The designed frequency and output power of the HF system was as 5 MHz and 60 kW, respectively. To verify dielectric heating mechanism under HF oscillation, the heat loss factors of laminae and adhesives were measured. The results show that it is possible to selectively heat adhesives for their curing due to the remarkably higher loss factor of the adhesives than those of wood laminae. The temperature of adhesive in the bonding line reached up to the set temperature within a few seconds by high frequency oscillating, which advanced the curing of adhesive afterwards. The bonding performance, such as shear strength of bonding line, water soaking delamination, and boiling water soaking delamination of PRF resin met the requirement of Korean Standard (KS), however the MUF resin did not meet the KS requirement of boiling water soaking delamination. These results indicate that the HF heating system is successful to manufacture glued laminated timbers with PRF resins to meet the bonding requirements.

• Journal of the Korean Wood Science and Technology
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• 제38권2호
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• pp.85-93
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• 2010

Japanese cedar has low density and poor mechanical performance. Manufacturing glue-laminated timber (glulam) is the best way to compensate for its poor mechanical performance. The Korean Standard (KS) confines outermost lamina of glulam to higher grade than E8, but the yield of higher than grade E8 from logs is only 6.5%. Therefore, the aim of this study is to investigate the possibility of non-Korean-Standard glulam in structural applications. Allowable stresses determined by both hand-calculation and Monte-Carlo simulation show a higher allowable stress than that of the KS-standard glulam of 6S-22B. In the Korean Standard (KS), knot characteristics are not taken into account. Japanese cedar has relatively small knots. We believe that the small knots in Japanese cedar contribute to a higher allowable stress than the KS-standard glulam would predict. The species classification of KS is required to be further subdivided into sub-species groups based on knot characteristics.

• Journal of the Korean Wood Science and Technology
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• 제32권2호
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• pp.90-95
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• 2004

우리나라 전역에 사방 및 연료림으로 대량 식재되어 소기의 목적을 달성함과 동시에 치산녹화 성공을 이루는데 크게 기여한 수종인 리기다소나무 제재목의 구조용집성재 라미나로서의 이용가능성을 고찰하였다. 건전한 임분 내에서 평균 흉고직경 32 cm인 리기다소나무를 벌채하여 말구직경 15 cm 이상으로 조재하였을 경우 80% 이상이 2등급 또는 3등급의 원목형질로 구분되어 리기다소나무의 제재목으로서의 이용가능성이 높다고 판단되었다. 구조용집성재 라미나용 주제품의 제재수율은 39.9%, 벽판재 수율은 7.2%, 부제품 수율은 8.1%로 총 원목의 55.2%가 판재로 제재되었다. 옹이를 제거하여 핑거가공한 후 제조한 구조용집성재의 제조수율은 15.3%로 평가되어 옹이를 제거하지 않은 판재의 라미나로의 이용을 위한 옹이재의 휨강도와 압축강도 등의 강도적 성능 평가와 더불어 최적의 라미나 배열을 통한 구조용집성재의 강도 감소 최소화를 위한 연구가 앞으로 필요하다고 판단된다. 본 연구에서 조사된 제재수율과 기타 가공수율 평가는 현재까지 목재산업현장에서 제재목으로의 이용이 거의 이루어지지 않고 있는 리기다소나무의 효율적인 생산계획을 수립하는데 사용되어질 수 있으리라 기대된다.

• Journal of the Korean Wood Science and Technology
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• 제44권1호
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• pp.30-39
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• 2016

구조용 집성재 라멘 접합부에 일반적으로 사용되는 접합철물을 대신하여 단판과 Glass Fiber Reinforced Plastic (GFRP)를 복합시킨 GFRP 보강적층판과 삽입 접착형 GFRP rod를 접합물로 사용하여 낙엽송 집성재 문형라멘 구조의 수평가력 성능평가를 실시하였다. 실험결과 GFRP rod와 에폭시 접착제를 이용한 삽입 접착형 접합부는 기존의 접합철물을 이용한 실험체와 비교하여 항복내력, 종국내력, 초기강성이 각각 49%, 52%, 61% 낮게 측정되었다. 이러한 접합부는 GFRP rod와 집성재 간의 접착력이 중요한 내력 기구로 현장적용 시 문제가 발생할 수 있는 가능성이 크다고 판단된다. 반면, GFRP 보강적층판과 목재(Eucalyptus marginata)핀을 이용한 실험체는 집성재 슬릿 접합부의 단면적 손실이 큼에도 불구하고 항복내력, 종국내력, 초기강성, 소성률이 전부 3% 이내로 측정되었다. 게다가 사이클에 대한 강성변화율도 35%로 가장 낮게 측정되며 접합철물을 이용한 실험체와 거의 동등한 성능을 발휘한 것을 확인하였다.

• Journal of the Korean Wood Science and Technology
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• 제45권6호
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• pp.728-736
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• 2017

In this study, the bending behavior of cross-laminated timber (CLT) connected by nails were investigated. Especially, the load-carrying capacity of the nail-jointed CLT under out-of-plane bending was predicted by the lateral resistance of the used nails. Three-layer nail-jointed CLT specimens and a nail connection were manufactured by 30 mm (thickness) ${\times}$ 100 mm (width) domestic species (Pinus koraiensis) laminas and Ø$3.15{\times}82mm$ nails using a nail-gun. Shear test for evaluating the nail lateral resistance and bending test for evaluating the load-carrying capacity of the nail-jointed CLT under out-of-plane bending were carried out. As a result, two lateral resistance of the used nail, the 5% fastener offset value and the maximum value, were 913 N and 1,534 N, respectively. The predicted load-carrying capacity of the nail-jointed CLT by the 5% offset nail lateral resistance was similar to the yield points on the actual load-displacement curve of the nail-jointed CLT specimens. Meanwhile, the nail-jointed CLT specimens were not failed until the tension failure of the bottom laminas occurred beyond the maximum lateral resistance of the nails. Thus, the measured maximum load carrying capacities of the nail-jointed CLT specimens, approximately 12,865 N, were higher than the predicted values, 7,986 N, by the maximum nail lateral resistance. This indicates that the predicted load-carrying capacity can be used for designing a structural unit such as floor, wall and roof able to support vertical loads in a viewpoint of predicting the actual capacities more safely.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2008년도 춘계 학술발표회 제20권1호
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• pp.233-236
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• 2008

구조재로서 목재는 자연에서 쉽게 얻을 수 있는 재료로서 뛰어난 미관, 가공성 등으로 인해 전통가옥이나 사찰 등에 널리 사용되어져 왔지만, 콘크리트나 강재에 비해 연소와 부식의 우려 등 내구성에 문제를 가지고 있다. 따라서, 목재를 구조부재로 활용하기 위해서는 타 재료와의 하이브리드화가 필요하다. 따라서, 본 연구에서는 구조용집성재보(100${\times}$200${\times}$3000(mm)), 콘크리트슬래브(800${\times}$100${\times}$3000(mm), fck=21MPa) 및 전단연결재(볼트, 래그스크류)로 구성된 합성보의 탄소성거동을 평가하기 위하여 구조 실험을 수행하였다. 실험결과, 전단연결재의 종류와 간격에 무관하게 항복비(항복내력/최대내력)가 크고, 항복 후에는 바로 취성파괴로 연계되었다. 따라서, 이러한 취성파괴를 방지할 수 있는 휨보강(철근, 섬유쉬트 등)이 필요할 것으로 판단된다. 또한, 전단연결재 배치간격이 좁을수록 합성효과가 우수하여 사용성이 뛰어나기 때문에 경제적 설계와 재료의 효율적 사용이 가능할 것으로 판단된다.

• Journal of the Korean Wood Science and Technology
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• 제39권2호
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• pp.163-171
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• 2011

Because Japanese cedar shows lower mechanical performance, glued-laminated timber (glulam) can be a better way to utilize Japanese cedar for structural purpose. However, low yield of higher grade lamination from log makes it difficult to design structural glulam. This study was aimed to increase the yield of higher grade lamination and provide higher efficiency of manufacturing structural lamination by ultrasonic log sorting technology. Logs were sorted by an existing log grading rule regulated by Korea Forest Research Institute (KFRI). It was found that the KFRI log grading rule contributed to finding better logs in viewpoint of the volumetric yield and it can reduce the number of rejected lumber by visual grading. However, it could not identify better logs to produce higher-grade products. To find an appropriate log-sorting-method for structural products, log diameter and ultrasonic time of flight (TOF) for the log were considered as factors to affect mechanical performance of resulting products. However, it was found that influence of log diameter on mechanical performance of resulting products was very small. The TOF showed a possibility to sort logs by mechanical performance of resulting products even though a coefficient of correlation was not strong (R = 0.6). In a case study, the log selection based on the ultrasonic TOF of the log increased the yield of the outermost tension lamination (E8 or better grade, KS F 3021) from 2.6% to 12.5% and reduced LTE5 (lower than E5 grade) lamination from 43.6% to 10.3%, compared with the existing KFRI log grading rule.

• Journal of the Korean Wood Science and Technology
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• 제39권6호
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• pp.521-530
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• 2011

구조용 집성재의 시장 수요가 확대되고 다양화되면서 교량이나 파고라와 같이 외기에 노출되는 조건에서 사용하기 위한 고 내구성 구조용 집성재에 대한 시장 요구가 증가할 것으로 예견된다. 따라서 본 연구는 국산 침엽수재로 제조되는 구조용 집성재에 적합한 방부처리 기술 및 기준을 개발하기 위한 목적으로 진행되었다. 본 연구에서는 방부처리된 국산 리기다소나무 제재목을 이용하여 구조용 집성재를 제조하고 제조 단계별 생산수율과 KS 품질기준 충족여부를 평가하였다. 방부집성재의 제조수율은 일반 집성재와 큰 차이를 나타내지 않았으며, 목재자원의 효율적인 활용을 위해서는 집성재 제조수율 향상방안과 함께 부산물에 대한 효율적 활용방안도 함께 검토되어야 한다. 리기다소나무 방부처리재의 경우 불균일한 방부약제 흡수량으로 인하여 구조용 집성재 제조용으로 적합하지 않은 것으로 확인되었으며, 집성재 제조 후에 유용성 방부제를 처리하는 방안에 대한 추가적인 검토가 요구되었다.