• 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.

• Coupled systems mechanics
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• 제9권2호
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• pp.147-161
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• 2020

Constructive merging of "basic" systems of different behavior creates hybrid systems. In doing so, the structural elements are grouped according to the behavior in carrying the load into a geometric order that provides sufficient load and structure functionality and optimization of the material consumption. Applicable in all materializations and logical geometric forms is a transparent system suitable for the optimization of load-bearing structures. Research by individual authors gave insight into suitable system constellations from the aspect of load capacity and the approximatemethod of estimating the participation of partialstiffnesswithin the rigidity ofthe hybrid system. The obtained terms will continue to be the basisfor our own research of the influence of variable parameters on the behavior of hybrid systemsformed of glued laminated girder and cable of different geometric shapes. Previous research has shown that by applying the strut-type hybrid systems can increase the load capacity and reduce the deformability ofthe free girder.The implemented parametric analysis pointsto the basic parameterin the behavior of these systems-the rigidity ofindividual elements and the overallstiffnessofthe system.The basic idea ofpre-stressing is that, in the load system or individual load-bearing element, prior to application of the exploitation load, artificially challenge the forcesthatshould optimize the finalsystembehaviorin the overall load. Pre-stressing is possible only if the supporting system orsystem's element possesssufficientstrength orstiffness, orreaction to the imposed forces of pre-stressing. In this paper will be presented own research of the relationship of partial stiffness of strut-type hybrid systemsofdifferentgeometric forms.Conducted parametric analysisofhybridsystemswithandwithoutpre-stressing, and on the example of the glulam-steel strut-type hybrid system under realistic conditions of change in the moisture content ofthe wooden girder,resulted in accurate expressions and diagramssuitable for application in practice.

• Journal of the Korean Wood Science and Technology
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• 제42권4호
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• pp.477-482
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• 2014

최근 목재이용에 대한 소비자의 요구가 다양화 되면서 목조 주택뿐만 아니라 공공건물 및 놀이시설 등에 고내구성 집성재에 대한 시장수요가 증가할 것으로 예상된다. 본 연구는 국산 낙엽송으로 제조한 구조용 집성재에 적합한 난연처리 기술개발 및 기준을 정립하기 위한 목적으로 수행되었다. 난연처리된 국산 낙엽송 제재목을 이용하여 구조용 집성재를 제조하고 제조 후 집성재에 미치는 영향을 조사하였다. 낙엽송 난연처리재의 경우 구조용 집성재의 강도조건에는 만족하였으나 난연제 처리에 의한 강도적인 감소와 박리 발생 등은 개선될 필요가 있었다. 집성재의 제조 후 주입식 난연처리 혹은 도포식 난연처리 기술 개발이 요구되었다.

• Journal of the Korean Wood Science and Technology
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• 제47권5호
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• pp.547-556
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• 2019

Thinned, small larch logs have small diameters and no value-added final use, except as wood chips, pallets, or fuel wood, which are products with very low economic value; however, their mechanical strength is suitable for structural applications. In this study, small larch logs were sawed, dried, and cut into square timbers (with a $90mm{\times}90mm$ cross section) that were laterally glued to form core panels used to manufacture cross-laminated timber (CLT) wall panels. The surface and back of these core panels were covered with 12-mm-thick structural plywood panels, used as cross bands to obtain three-ply CLT wall panels. This attachment procedure was conducted in two different ways: gluing and pressing (CGCLT) or gluing and nailing (NGCLT). The size of the as-manufactured CLT panels was $1,220mm{\times}2,440mm$, the same as that of the plywood panels. The final wall panels were tested under lateral shear force in accordance with KS F 2154. As the lateral load resistance test required $2,440mm{\times}2,440mm$ specimens, two CLT wall panels had to be attached in parallel. In addition, the final CLT panels had tongued and grooved edges to allow parallel joints between adjacent pieces. For comparison, conventional light-frame timber shear walls and midply wall systems were also tested under the same conditions. Shear walls with edge nail spacing of 150 mm and 100 mm, the midply wall system, and the fabricated CGCLT and NGCLT wall panels exhibited maximum lateral resistances of 6.1 kN/m (100%), 9.7 kN/m (158%), 16.9 kN/m (274%), 29.6 kN/m (482%), and 35.8 kN/m (582%), respectively.

• 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.

• Journal of the Korean Wood Science and Technology
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• 제48권6호
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• pp.791-806
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• 2020

본 연구에서는 공학목재로 목구조건축에 주로 사용되는 집성재 및 CLT 그리고 Ply-lam CLT의 블록전단시험을 실시하여 강도 및 파괴 유형을 비교 분석하였다. 이를 통해 Ply-lam CLT의 라미나 및 합판의 수종, 접착제의 종류 및 Layer구성 등 최적생산을 위한 제조조건을 구명하고자 하였으며 그 결과는 다음과 같다. 블록전단시험을 통해 집성재, Ply-lam CLT, CLT 순으로 높은 강도를 나타냈다. 특히, 낙엽송 합판과 낙엽송 라미나의 복합구조로 제조되는 Ply-lam CLT의 전단강도는 집성재 전단강도 기준인 7.1 N/㎟을 통과하였다. 아울러 본 연구에서는 집성재, CLT, Ply-lam 접착에 사용된 접착제 종류에 따른 전단강도의 차이는 나타나지 않았다. 그러나 Ply-lam CLT의 경우에는 라미나와 합판의 수종에 따라 Ply-lam CLT의 전단강도의 차이를 나타냈다. 그 결과는 낙엽송 > 남양재 ≒ 육송 합판 순으로 높은 강도를 나타났다. Ply-lam CLT의 최적 구성은 낙엽송 합판과 낙엽송 라미나를 사용하는 경우이며 접착제는 용도에 따라 PRF, PUR을 선정하여 사용하면 될 것으로 판단된다. 목질재료 유형에 따른 전단강도 파괴 양상 결과 분석을 통하여 집성재는 shear parallel-to-grain, CLT는 rolling shear, Ply-lam CLT는 shear parallel-to-grain과 rolling shear가 복합적으로 나타났다. 이는 전단강도 결과와 밀접한 관련이 있으며 rolling shear로 인하여 CLT보다 Ply-lam CLT에서 더 높은 전단 강도를 나타내는 것으로 판단된다.

• Journal of the Korean Wood Science and Technology
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• 제35권6호
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• pp.13-22
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• 2007

주요 조림수종으로 도입 식재된 리기다소나무의 고부가가치 이용을 위한 구조용 집성재 이용 가능성을 검토하고, 이에 적합한 기술을 개발하기 위하여 본 연구를 수행하였다. 국산 리기다소나무 제재목의 기계응력등급은 대부분 E7에서 E9등급으로 집성재 제조에는 다소 불량한 것으로 나타났다. 반면 단일수종 및 혼합수종 구조용 집성재 제조에 필수적인 리기다소나무 및 낙엽소 판재의 접착성을 평가한 결과 전단접착력, 목파율, 침지 및 삶음박리율 모두 KS기준 이상으로 나타났다. 리기다소나무 단일수종 집성재의 휨성능을 측정해본 결과 휨강도는 KS의 집성재 강도등급에 따른 휨성능 합격기준을 만족한 반면 휨 탄성계수는 기준에 다소 못 미치는 결과를 나타내었다. 그러나 낙엽송 층재와의 혼합구성을 통해 리기다소나무 집성재의 휨성능(휨강도와 휨탄성계수)을 20% 향상시킬 수 있었으며, 층재 구성방법에 있어서는 판재의 탄성계수가 높고 품질이 우수한 낙엽송 층재를 외층에 배치하는 방법이 보다 효과적인 것으로 확인되었다. 결론적으로 리기다소나무의 부가가치 증진을 위한 구조용 집성재 이용은 그 가능성이 매우 컸다.

• Journal of the Korean Wood Science and Technology
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• 제37권3호
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• pp.184-191
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• 2009

삼나무 원목은 제주도를 중심으로 점차 생산량이 증가하고 있으나, 옹이 등의 결함으로 인하여 목재자원으로서의 가치가 낮게 평가되고 있다. 본 연구에서는 삼나무에 대한 고부가가치의 새로운 용도 창출을 목적으로 구조용 집성재 이용 가능성을 확인하였다. 먼저 삼나무 제재목의 기계응력등급을 조사한 결과 국내의 다른 주요 침엽수종에 비해서는 다소 불량하지만 KS에 적합한 집성재 적층 구성에는 무리가 없는 것으로 확인되었다. 또한 집성재 제조에 필수적인 접착성 및 접착내구성에 있어서도 우수한 성능을 나타내었다. 그러나 집성재의 구조 성능을 평가한 결과, 휨 탄성계수가 KS의 기준에 다소 미달하는 결과를 나타내어 집성재의 강성 보강을 위한 추가적인 검토가 요구되었다.

• 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.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제3권2호
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• pp.199-204
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• 1999

최근에 복합재료는 콘크리트, 집성보와 같은 기존의 구조재를 보강하여 성능을 향상시킬 목적으로 적용되고 있다. 특히, 대규모의 집성보 구조물은 춤이 큰 부재를 필요로 하는데 섬유보강판을 이용하여 보의 상하부를 보강하면 춤을 크게 하지 않고도 보의 강도와 강성을 증가시킬 수 있다. 본 연구에서는 집성보에 유리섬유보강 플라스틱판(GFRP)을 붙여 스팬 중앙에 집중하중을 가한 휨실험을 수행하였고 실험결과를 층간이론을 이용한 수치해석법과 비교하였다.