• 제목/요약/키워드: timber frame

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동궁과 월지 출토 건축 목부재의 현황과 결구 제작기술의 수준 (A study on the wooden joinery technique of building members excavated at Donggung Palace and Wolji Pond)

  • 서효원;손은미;이선아
    • 건축역사연구
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    • 제29권6호
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    • pp.67-77
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    • 2020
  • The purpose of this study is to reveal the wood joinery technique in the ancient era. Joinery is one of the core techniques in constructing timber frame architecture in the Korean peninsula. These techniques can be revealed by examining wooden members of ancient buildings. The members were excavated at the Donggung Palace and Wolji Pond, the historic site in Gyeongju. This study collects the data of 284 members excavated at the Donggung Palace and Wolji Pond and analyzes the details such as length, thickness, width, joint types, joint shapes. With the result of the analysis, this study tries to indicate the level of wood joinery techniques in ancient buildings.

중인방을 포함한 목골조 경량벽체의 내화성능에 관한 연구 (A Study on the Fire Resistance Performance of Wood Framed Lightweight Wall which Including a Middle Lintel)

  • 여인환;조범연;민병렬;윤명오
    • 한국화재소방학회논문지
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    • 제25권3호
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    • pp.91-98
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    • 2011
  • 이 연구는 전통 벽체 형식으로서 중인방을 포함한 목골조 경량벽체의 내화성능에 대한 것이다. 대상으로 한 경량벽체는 $38{\times}89$ mm($2"{\times}4"$) 목재를 골구로 하고 방회석고보드로 마감하는 형식의 비내력구조 이다. 벽체의 중간부에는 $150{\times}150$ mm 단면의 집성목 중인방을 설치하였다. 실험체는 단열재 유무 등에 따라 3가지 타입으로 제작하였다. 내화실험 결과 실험체-1, 2, 3 모두 90분 이상의 내화성능을 확보하는 것으로 나타났고, 각각 92분, 98분, 99분만에 중인방의 측면과 하부에서 불꽃이 발생하여 실험을 중단하였다. 가열면의 방화석고보드($12.5mm{\times}2$겹)는 약 45분간 내화성능을 유지하는 것으로 나타났고, 중인방의 연소는 일반적인 목재의 탄화속도와 유사한 거동을 보였다 벽체 내부의 목재스터드는 방화석고보드의 기여로 연소가 지연되는 동안 탈수가 일어나 고온에 노출된 이후에는 수분에 의한 온도상승 지연효과가 일어나지 않고 비교적 빠른 연소가 진행되는 것으로 나타났다.

침엽수재(針葉樹材)의 남양활엽수(南洋闊葉樹) 문틀재(材) 대체(代替) 가능성(可能性) 조사(調査) (Possibility of Substituting Softwoods for Tropical Hardwoods of Door Frames)

  • 강호양;장상식;이화형
    • 농업과학연구
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    • 제21권2호
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    • pp.103-110
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    • 1994
  • 국내시장(國內市場)에 안정적(安定的)인 공급(供給)이 가능한 온대(溫帶) 침엽수재(針葉樹材)를 남양(南洋) 활엽수재(闊葉樹材) 문틀재의 대체재(代替材)로 사용하기 위해 K등급(等級) 북미침엽수재(北美針葉樹材)의 옹이 분포도와 가공(加工) 후(後) 틀어짐 정도, 그리고 생산 수율(收率)과 단가(單價)을 조사하였다. D-fir와 W.hemlock를 문틀가공(加工) 전에 옹이 크기와 분포(分布)에 따라 등급판정(等級判定)한 결과(結果), 기둥재로 쓸 있는 A급소재(級素材)의 비율은 D-fir가 36.4%, W.hemlock가 24.3%으로 D-fir가 높았으나 이는 두 수종의 등급판정(等級判定) 기준이 다른 때문이며 재색(材色)으로 보나 재질(材質)로 보나 W.hemlock이 문틀재로 쓰기에 더 적합하였다. 문틀당 평균(平均) 옹이수는 D-fir와 W.hemlock이 각각 7.2개와 3.4개이며 W.hemlock은 8개이상(以上) 옹이를 가진 문틀재가 없는 반면, D-fir은 8개이상(以上) 옹이를 가진 문틀재가 전체의 절반이나 되었다. 한편 D-fir는 옹이직경(直徑) 5cm이상(以上)이 11%인데 반해 V.hemlock은 35%였다. 따라서 D-fir는 작은 옹이가 많이 있으나 W.hemlock은 큰 옹이가 비교적 적게 분포됨을 알 수 있다. 틀어짐 측정장치(測定裝置)로 잰 D-fir의 최대최소(最大最小) 변형차(變形差)는 D-fir의 경우 문틀재에 따라 0.5부터 9.5mm까지 비교적 고르게 분포되어있는 반면 W.hemlock은 거의 대부분이 4.5mm이하(以下)에 몰려 있다. 6mm변형(變形)을 문틀재로 쓸 수 있는 한계점으로 볼 때 이 기준(基準)을 넘는 문틀재는 D-fir가 전체 21개 중 6개로 30%에 달하나, W.hemlock은 전체 25개 중 단 한 개만 있었다. 문틀재의 가공단계별(加工段階別) 원가(原價)를 산출(算出)한 결과(結果), D-fir는 1,993 원/재(才)였으며 W.hemlock는 1,697 원/재(才)였다. 이 차이(差異)는 주로 제재수율(製材收率)차에 기인한 것으로 보인다. 따라서 온대(溫帶) 침엽수재(針葉樹材) 문틀재, 특히 W.hemlock은 틀어짐이나 수율(收率), 가격에 있어 남양재(南洋材)와 충분한 경쟁력을 가지고 있으나 옹이가 없는 남양재(南洋材)에 길들여져 있는 소비자의 취향이 침엽수(針葉樹) 문틀재 시장(市場) 확장(擴張)에 중요(重要)한 요인(要因)으로 작용(作用)할 것이다.

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GFRP 보강적층판 및 GFRP rod를 이용한 낙엽송 집성재 문형라멘 구조의 수평가력 성능평가 (Lateral Load Performance Evaluation of Larch Glulam Portal Frames Using GFRP-Reinforced Laminated Plate and GFRP Rod)

  • 정홍주;송요진;이인환;홍순일
    • 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.

조선후기 경복궁 근정전 주요 구조재의 맞춤과 이음에 관한 연구 (A Study on the Joint and Splice of wooden Structure at Geunjeongjeon Hall of Gyeongbok Palace in the late Joseon Dynasty)

  • 정연상
    • 건축역사연구
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    • 제16권1호
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    • pp.83-99
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    • 2007
  • This study examines the joint and splice of wooden structure at Geunjeongjeon Hall of Gyengbok Palace, which was constructed in the late Joseon Dynasty. The scope of the study is on the part of columns, the bracket sets, and the frame structure. This research also deals with the relationship between vortical load and horizontal load. Firstly, the examination of the joint and splice methods between the pillar and penetrating ties is on the joint and splice methods of the outer and corner. Through the investigation, it is verified that the joint methods between pillar and penetrating tie on the outer and corner pillars is the method of Sagal joints(cross joints, 사개맞춤). Joints used between pillar and penetrating tie are dovetailed tenon joints, between columns and Anchogong(안초공), between columns and Choikgong(초익공) are tenon joint(장부맞춤). Secondly, the examination of the joint and splice methods of the bracket set is on that of Salmi and Cheomcha(첨차), and Salmi and Janghyeo(장혀). Joints used between Salmi and Cheomcha, Salmi and Janghyeo are halved joint, and between each Janghyeo are stepped dovetailed splice. It is Cheomcha that is used the Jujang-Cheomcha(주장첨차) on center line. Therefore it is connected with each bracket set, which gets to is the strong system, easy and convenient on the construction of that. Thirdly, the frame structure of wooden architecture in royal palace is consist of purlins and beams, Janghyeo(장혀, timber under purlin), tall columns, king posts, etc. Through the investigation, it is verified that the joint and splice methods between purlins and beams are used with the methods of Sungeoteok joint(숭어턱맞춤). It is verified that the joint and splice methods between beams and high columns are used with methods of mortise and tenon joint(장부맞춤), is highly related with tensile force. To reduce the separation of parts, sangi(산지) and tishoi(띠쇠) are used as a counterproposal, which were generally used for architecture in royal Palaces in the late Joseon Dynasty and continued to be used until these days common wooden architecture.

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Structural Design of Box Beam Header

  • Jang, Sang-Sik;Park, Young-Ran;Kim, Yun-Hui
    • 한국가구학회지
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    • 제18권4호
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    • pp.287-295
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    • 2007
  • To obtain a design data for box beams used as headers in light-frame timber construction, $2{\times}6\;(38{\times}140mm),\;2{\times}8\;(38{\times}184mm),\;2{\times}10\;(38{\times}235mm)\;and\;2{\times}12\;(38{\times}286mm)$ members were built as box beam specimens for bending tests. The allowable bending stresses for box beams were obtained through bending tests of these specimens, and span tables were calculated for various loading conditions based on the allowable bending stresses obtained. The allowable bending stresses were determined as the bending stresses at 10mm deflection of specimens from the results of bending tests of box beam specimens. Span tables for box beams were obtained assuming five loading conditions for headers used in exterior walls and two loading conditions for headers used in interior walls. Among these 7 loading conditions, 5 loading conditions applied to headers in exterior walls included the dead loads, the live loads and the snow loads and 2 loading conditions applied to headers in interior walls included the dead loads and the live loads.

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Analysis of Airtightness and Air Leakage of Wooden Houses in Korea

  • Kim, Sejong;Chang, Yoon-Seong;Park, Joo-Saeng;Shim, Kug-Bo
    • Journal of the Korean Wood Science and Technology
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    • 제45권6호
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    • pp.828-835
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    • 2017
  • Airtightness of buildings is one of critical aspects of its energy performance. To build up references of airtightness of wooden houses built in Korea, blower door tests have been carried out in 42 houses since 2006. Causes of air leakage were investigated recently. The average value of air change rate was $3.7h^{-1}$ for light frame house and $5.5h^{-1}$ for post-beam construction at ACH50 (air change per hour at 50 Pa air pressure difference). Foam type insulation was more advantageous in ensuring building airtightness than glass fiber batt. Airtightness of wooden houses which were constructed after 2010 was improved to have less than $1.5h^{-1}$ of ACH50, threshold for application of artificial air change. The average air change rate of CLT (cross laminated timber) houses showed the lowest value, $1.1h^{-1}$, among the tested structures.

'Modularised' Closed-Form Mathematical model for predicting the bracing performance of plasterboard clad walls

  • Liew, Y.L.;Gad, E.F.;Duffield, C.F.
    • Structural Engineering and Mechanics
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    • 제20권1호
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    • pp.45-67
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    • 2005
  • This paper presents a new approach to predict the racking load-displacement response of plasterboard clad walls found in Australian light-framed residential structures under monotonic racking load. The method is based on a closed-form mathematical model, described herein as the 'Modularised' Closed-Form Mathematical model or MCFM model. The model considers the non-linear behaviour of the connections between the plasterboard cladding and frame. Furthermore, the model is flexible as it enables incorporation of different nailing patterns for the cladding. Another feature of this model is that the shape of stud deformation is not assumed to be a specific function, but it is computed based on the strain energy approach to take account of the actual load deformation characteristics of particular walls. Verification of the model against the results obtained from a detailed Finite Element (FE) model is also reported. Very good agreement between the closed form solution and that of the FE model was achieved.

19세기 창경궁(昌慶宮) 내전(內殿) 전각(殿閣)의 지붕가구(架構) 계획기법(計劃技法)에 관한 연구(硏究) (Planning Method of Roof Framing through Inner Building of Changgyeonggung in 19th Century)

  • 김기덕;한욱;김덕문
    • 헤리티지:역사와 과학
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    • 제42권2호
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    • pp.134-153
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    • 2009
  • 본 연구는 19세기에 중건된 조선시대 창경궁의 내전 전각을 대상으로, 지붕가구를 구성하는 주요 부재들의 치수계획을 고찰하고 서까래의 물매를 결정하는 요소를 분석하여 궁궐건축 내전 전각에 있어서 지붕가구계획의 기법을 밝히고자 하였다. 창경궁 내전 전각의 지붕가구를 형성하는 주요 부재의 치수계획은 다음과 같다. 먼저 평주의 길이는 궁궐지의 기록과 일치하였으며 고주의 계획치수는 촌(寸)단위까지 사용하였다. 영춘헌과 같이 평주의 길이가 촌단위까지 치목되어질 때 고주의 길이는 완척으로 계획되어 평주와 고주 사이에 형성되는 장연의 물매는 일정한 값을 갖는 것으로 판단된다. 한편 초익공 부재는 대체로 1.2척(尺)의 높이를 가지며 이익공의 경우에는 0.8척으로 초익공보다 0.4척 정도 작게 나타났다. 한편 장혀의 단면 폭은 0.3척으로 규모에 관계없이 일정하며, 다만 단면 높이의 경우 0.6~0.7척으로 대별된다. 도리의 직경은 1척을 기준으로 0.1척을 가감(加減)하였으며, 장연의 직경은 전각의 규모에 따라 0.5~0.6尺의 사이에 있는 것으로 나타났다. 한국 전통목조건축 지붕가구의 형성에서 서까래의 물매결정은 먼저 장연의 물매를 정한 후, 건물의 전체 높이를 결정하는 종도리의 높이를 정하고, 중연을 걸기 위해 동자주의 위치와 높이를 조정하는 방식으로 지붕가구를 계획하는 것으로 파악되었다. 특히 장연 물매는 건물 규모에 따라 특별히 정해진 값이 있는 것이 아니라 전면 평주높이와 포작의 구성 등에 따라 자연스럽게 결정된 것으로 추정된다. 그리고 중연을 사용하는 경우 중연물매의 결정방식은 양통 어칸을 등간격으로 분할한 후, 동자주의 위치 또는 길이를 조정하는 방법을 사용하였던 것으로 추정할 수 있다.

GFRP 보강적층판 및 GFRP rod를 이용한 낙엽송 집성재 접합부의 모멘트저항 성능평가 (Moment Resistance Performance Evaluation of Larch Glulam Joints using GFRP-reinforced Laminated Plate and GFRP Rod)

  • 정홍주;송요진;이인환;홍순일
    • Journal of the Korean Wood Science and Technology
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    • 제44권1호
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    • pp.40-47
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    • 2016
  • 구조용 집성재 라멘 접합부에 일반적으로 사용되는 접합철물을 대신하여 단판과 GFRP (Glass Fiber Reinforced Plastic)를 복합시킨 GFRP 보강적층판과 삽입 접착형 GFRP rod를 접합물로 사용하였다. 이들을 적용시킨 접합부에 대한 모멘트저항 성능평가 결과, 접합철물을 이용한 실험체(Type-1)와 비교하여 GFRP 보강적층판과 GFRP rod 핀을 사용한 실험체의 항복모멘트는 4% 낮게 측정되었으나 회전강성은 29% 높게 측정되었다. 또한 GFRP 보강적층판과 목재(Eucalyptus marginata)핀을 사용한 실험체는 Type-1 실험체와 비교하여 항복모멘트 11%, 회전강성 56% 높게 측정되며 가장 양호한 성능을 나타냈었다. 파괴형상과 완전탄소성 분석을 통해서도 핀에 의한 전단내력으로부터의 취성파괴가 아닌 연성거동을 나타내며, 접합내력이 상승하고 부재의 일체화가 이루어짐을 확인하였다. 반면, GFRP rod를 삽입 접착한 실험체는 접착 불량으로 측정이 불가하거나 접합성능이 매우 낮게 측정되었다.