Distribution Characteristics of Bending Properties for Visual Graded Lumber of Japanese Larch

육안등급으로 구분된 낙엽송 제재목의 휨성능 분포 특성

In reliability based design(RBD) method, the distribution characteristics of mechanical properties of material are basic input variable. Therefore, distribution type and parameters of mechanical properties should be determined accurately. Until now, the properties were derived from tests with small, clear specimens. However, the test conditions should emulate as nearly as possible the way in which the timber would be used in practice and the test results should, as closely as possible, reflect the structural end use conditions to which the timber products would be subjected. In this study, structural timbers (38mm by 140mm, 3.0m long) were graded by visual assessment of growth characteristics and defects. And then bending tests were conducted on 498 structural size timbers. For each grade, the distribution type and the parameters of mechanical properties were determined for each grade. For the determination of best-fit distribution type, comparing of square error between distribution types and KS test were conducted. Best-fit distribution type of bending strength(MOR) is weibull distribution for all grade. In case of MOE, normal distribution is best-fit.

신뢰성 설계에서 재료강도의 분포 특성은 기본적인 입력 변수로 사용된다. 따라서 강도특성의 분포형태 및 그에 따른 인자들을 정확하게 결정하는 것은 신뢰성 설계를 위한 필수적인 작업이다. 지금까지 강도성능 평가는 주로 무결점 소시편에 대한 실험결과가 사용되어 왔다. 그러나 이러한 방법은 부재가 실재 사용되는 조건을 제대로 반영하지 못함에 따른 오차를 포함하게 된다. 본 연구에서는 구조재로 많이 사용되는 2×6부재(38 mm×140 mm, 길이 3.0 m) 498본에 대하여 육안검사를 통해 등급을 구분하고, 휨시험을 실시하였다. 신뢰성 설계로 전환을 위해 각 등급의 강도특성에 대한 분포형태 및 인자를 결정하였다. 분포형태의 결정을 위해 정규분포, 대수정규분포, 웨이블분포의 세가지 분포형태에 대한 square error를 비교하고, KS test를 통하여 결정된 분포형태의 적합성을 확인하였다. 모든 등급에서 휨강도(MOR)의 가장 적합한 분포형태는 웨이블분포로 나타났으며, 휨탄성계수의 경우는 정규분포가 가장 적합한 것으로 나타났다.