KR100367680B1 - 원통형 구조용 집성재의 제조방법 및 그 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 우리나라 전통 목구조 건축에 많이 사용되는 원목 및 각종 원형의 목재 대신 구조용 집성재로 제조하는 방법 및 그 제조를 수행하기 위한 장치에 관한 것으로, 특히 최적의 함수율이 유지되게 건조시킨 다음 목재의 자연적 결점들을 제거한 후 소정의 응력측정을 거쳐 설정된 강도등급을 갖춘 부재들로 선별하고, 이 부재들을 설정두께 접층후 압착시켜 고강도의 구조용 집성재 성형공정과, 상기 구조용 집성재 성형공정을 통해 얻어진 집성재를 시공용도에 알맞게 정확히 계산된 설계에 따라 가공하여 설정된 형상 및 모양으로 형성하고, 그 일측 및 타측면에 길이방향을 따라 상호 맞대응 되게 결합홈 및 결합돌기가 각각 형성된 다수개의 집성조각체 가공공정과, 중공 내부를 갖춘 원통형상으로 이루어지도록 상기 다수개의 집성조각체들을 안착 지지 가능하게 형성된 다수개의 조립틀 받침판에 상기 집성조각체들 의 결합돌기 및 결합홈이 형성된 양측면에 적정량의 접착제를 도포한 후 이 결합홈에 결합돌기를 순차적으로 삽입시켜 안착 배열하여 우선 반원형상을 형성시킨 후 양끝단 내면에 소정형상의 마구리유지판을 각각 위치시킨 다음 나머지 집성조각체들을 갖고 순차적으로 조립하는 원통형상의 기둥부재 조립공정과, 상기 조립공정을 통해 완성되어 다수개의 조립틀에 안착된 원통형상의 기둥부재의 양끝단 내면에 삽지된 마구리유지판을 탈거시킨 다음 다수개의 집성조각체들간의 상호 조립여부를 확인하면서 조정한 후 길이방향을 따라 외주면에 설정간격을 두고 다수개의 밴드체결구들이 중앙에 기준을 두고 양측방향으로 설정간격을 유지하면서 적절한압체력으로 밴딩하여 조립된 기둥부재를 압체시켜 원통형상으로 조립된 다수개의 집성조각체들간의 유탈방지 및 접합력을 증대시키도록 수행하는 기둥부재 결속공정과, 상기 기둥부재 결속공정이 완료되면 다수개의 조립틀에 안정된 상태로 안착되어 유지되도록 한 다음 20 ∼ 26℃하에서 72시간 양생하는 공정과, 상기 다수개의 집성조각체들이 상호 결합되어 접착 성형된 기둥부재가 완료되면 최종적인 외관 마무리공정으로 제조되는 것을 특징으로 한다.

상기와 같이 본 발명에 따르면 극심한 내/외기 환경 및 조건에 노출된 목구조물에도 방수 처리한 재료를 사용할 수 있고 강도등급을 기계적으로 측정하고 시험할 수 있어 부재의 치수를 가장 경제적 치수로 자유롭게 제조하여 구조적 안전성 확보는 물론 동일형태의 원통형 구조용 집성재를 일시에 다량 생산할 수 있어 제조 및 시공, 시공후 유지보수등의 경제성이 대폭 향상될 수 있는 효과를 나타낸다.

Description

원통형 구조용 집성재의 제조방법 및 그 장치{manufactureing method and device for cylinderical glulam}

본 발명은 고건축물에 사용되는 각종 원형의 목재를 구조용 집성재로 제조하는 방법 및 그 제조를 수행하기 위한 장치에 관한 것으로, 특히 원목을 이용한 고건축물의 골격인 기둥 및 주보(대들보), 연목(椽木/서까래)등을 구조용 집성재로 제조된 다수개의 집성조각체들을 간단하고 편리하게 상호 조립시켜 단일의 원통 기둥 형상의 구조용 집성재를 제조하여, 단기간내의 대량생산 및 원가절감은 물론 설계도에 따라 보다 정확하고 치밀하게 하중이 계산되어 강도등급의 측정이 가능함과 동시에 축조물의 시공시간 및 비용절감과 시공후 수축, 활열, 부패, 변형 및 해충의 피해 등이 없어 제품에 대한 상품성 및 신뢰성이 향상되고 축조후 건축물의 안전성을 보장하며, 유지보수가 손쉽고 용이하여 사후관리에 따른 비용을 절감시킬 수 있는 원통형 구조용 집성재의 제조방법 및 그 장치에 관한 것이다.

일반적으로 국내 전통적 고건축물(古建築物) 양식은 장식이 아닌 순수한 구조역학을 바탕으로 하는 목조(木造)공법에 의해 이루어진 것으로, 오랜 세월이 경과되면서 얻은 경험과 노력 등을 통하여 선조들이 깨달은 합리적인 목구조기법으로 동양에서도 찾아보기 어려운 독특한 목구조공법과 의장으로 발전 계승되었다.

상기한 목조건축물(木造建築物)은 부재들을 분리 해체하거나 재생이 용이한 자연친화성의 건축양식임은 물론 그 구성부재들의 상호 결합은 하나하나의 결합을 타부재와 절대적인 역학관계를 가지고 있으며 완전하게 제조된 독특한 부재들을 서로 조합하여 목조건축물이 시공되므로 현대사회의 산업화, 대량생산화, 규격화 및 경제성, 시공성등의 요건에 기인하여 조립건축공법(prefabrication)과 유사한 점을 찾아볼 수 있다.

한편, 현대사회속의 건축물은 철재와 콘크리트 및 합성수지등 다양한 인조 및 천연부재를 복합적으로 사용하여 주거환경을 극대화시켜 실리적 편리성과 보안, 주거용이성등의 장점을 갖추고 있으나 정적인 부분이 미약하여 현대인들은 현대화된 건축양식 및 고건축물의 각 장점들이 적절하게 상호 조화되어 새롭게 이루어진 현대식 목조건축물을 선호하므로, 다양한 형태의 목조건축물들이 독특한 멋과 양식을 갖추며 현대인의 욕구가 충족되게 시공되고 있는 실정이다.

상기한 목조건축물을 축조하기 위해 사용되는 목재는 쓰임 용도에 따라 그 크기와 형상 등에 의해 선택 사용되므로, 축조될 건축물의 골격이 되는 부재들은 많은 하중을 받게되므로 그에 알맞은 직경과 강도 등이 계산된 목재가 필수적으로 사용되어야 한다. 그러나, 직경이 크고 강도가 뛰어난 목재는 상대적으로 가격이 고가이고 용이하게 공급받을 수 없고 건조ㆍ가공등에 많은 비용과 시간이 소요되므로, 가격이 저렴하고 시공성이 뛰어나며 많은 하중을 충분히 견딜 수 있도록 제조된 구조용 집성목를 선호하여 이를 적극 사용하고 있는 실정이다.

지금까지 우리 나라 전통목구조 건축물에 사용되는 원주형 기둥, 주보, 연목(서까래)등 내력부재는 대구경 원목을 오랜 기간 음지(陰地)에서 자연건조한후 목수들에 의해 수공으로 원주형으로 다듬어 재단하여 생산해 왔으나, 이로 인하여 재료선정의 제한이 많고 자연건조에 의존할 수 밖에 없으므로 오랜 준비기간이 소요되었다. 그 뿐만 아니라 원목은 건조시 그 내부까지 완전하게 건조할 수 없으므로 건축물이 완공후에도 계속적으로 건조가 진행되어 수축함에 따라 부재 표면에 할열(갈라짐)이 심하게 생기고 건물 일부에 변형이 생기며, 또 부재 내부로부터 쉽게 부패하여 시간이 갈수록 도괴(倒壞)할 위험성이 있고 각종 해충에 의한 피해에도 취약하여 축조된 건축물의 수명을 단축하게 되는 부실 시공의 원인등이 있었다.

또한 원목 자체의 강도등급을 측정할 수 없고, 그 강도를 목수들의 오랜 경험과 실전적 감각에만 의존하여 제조되므로 많은 시공비용이 소요되어 건축한 각종 문화재 건축물 등의 핵심부재중 하나인 기둥의 일부가 몇년 못가 내/외기 환경 및 조건 등에 의해 수축, 활열, 부패, 변형 및 해충의 피해 등으로 인하여 재보수 하는 사례가 빈번한 실정이고 이런 유지보수에 많은 비용의 국고가 손실되고 있다.

한편, 구조용 집성목는 시공위치에 따라 정확한 설계와 하중이 계산되어 제작되고 있으며, 현재 국내외적으로 제작되어 사용되는 구조용 집성목의 형태는 통직형(직선형태)이 주류를 이루고, 그 외 변단면 구조용 집성목가 제작 사용되고 있다. 특히 우리 나라의 전통 목구조 건축물에 있어서 지붕 가구(架構)의 곡선부재는 단면이 큰 원목자재를 설계된 곡선으로 가공하거나 짧게 자른 부재를 여러 곳에서 순차 결합한 후 수공으로 제작하므로, 자재의 생산률이 낮고 장기간 훈련 및 노력과 함께 다양한 경험 등을 통하여 숙련된 전문목공이 반드시 필요함은 물론 제작시 하중계산이 부정확하여 강도성등의 신뢰도가 떨어지고 오랜 제조기간이 소요되어 생산적 경제성이 저하되고 제조원가 등이 상승되는 결점들이 있었다.

따라서, 종래와 같이 원목부재에 의존하여 축조되는 전통목구조 건축물에 사용되는 각종 부재제조 기술의 근본적인 문제점을 해결하기 위하여, 안출된 것으로, 그 목적은 원통형 내력부재를 구조용 집성재로 제조하게 되면 종래와 같은 모든 목질재료의 단점을 보완할 수 있으며 특별히 극심한 내/외기 환경 및 조건에 노출된 목구조물에도 방수 처리한 재료를 사용할 수 있고 강도등급을 기계적으로 측정하고 시험할 수 있어 부재의 치수를 가장 경제적 치수로 자유롭게 제조하여 구조적 안전성 확보는 물론 동일형태의 원통형 구조용 집성재를 일시에 다량 생산할 수 있어 제조 및 시공, 시공후 유지보수등의 경제성이 대폭 향상될 수 있는 원통형 구조용집성재의 제조방법 및 그 장치를 제공한다.

도 1은 본 발명에 따라 제조된 원통형 구조용 집성재 제조과정을 개략적으로 나타낸 공정흐름도,

도 2는 본 발명에 따라 제조된 원통형 구조용 집성재의 사시도,

도 3은 본 발명 집성조각체의 확대 단면도,

도 4는 본 발명 집성조각체의 사시도,

도 5a, 5b, 5c는 본 발명에 따른 원통형 구조용 집성재 조립틀 및 마구리유지판, 밴드체결구의 각 사시도,

도 6a, 6b는 본 발명의 집성조각체들이 상호 결합되어 원통형상을 이루며 다수의 밴드체결구들에 의해 조여진 상태에서 다수개의 조립틀들에 안착되어 양생되는 상태를 나타낸 사시도 및 측면도,

도 7a, 7b, 7c, 7d는 조립틀에 집성조각체들이 조립되는 순서를 개략적으로 나타낸 단면이다.

-도면중 주요부분에 대한 부호의 설명-

10 : 적층조각체, 11 : 결합홈,

12 : 결합돌기, 13(14a): 결합조인트부,

14 : 치장용 목판재, 20 : 조립틀,

21 : 받침판 , 21a: 안착수용부,

22 : 연결고정대, 23 : 고정다리,

30 : 마구리유지판, 31 : 손잡이,

40 : 밴드체결구, 41 : 크로스체결구,

41a: 연결파이프, 41b: 고정판,

42 : 조임밴드, 42a: 체결볼트,

43 : 체결너트, 100: 기둥부재,

상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 최적의 함수율이 유지되게 건조시킨 다음 목재의 자연적 결점들을 제거한 후 소정의 응력측정을 거쳐 설정된 강도등급을 갖춘 부재들로 선별하고, 이 부재들을 설정두께 접층후 압착시켜 고강도의 구조용 집성재 성형공정단계와, 상기 구조용 집성재 성형공정을 통해 얻어진 집성재를 시공용도에 알맞게 정확히 계산된 설계에 따라 가공하여 설정된 형상 및 모양으로 형성하고, 그 일측 및 타측면에 길이방향을 따라 상호 맞대응되게 결합홈 및 결합돌기가 각각 형성된 다수개의 집성조각체 가공공정단계와, 중공 내부를 갖춘 원통형상으로 이루어지도록 상기 다수개의 집성조각체들을 안착 지지 가능하게 반달모양의 수용홈이 형성된 다수개의 조립틀에 상기 집성조각체들 의 결합돌기 및 결합홈이 형성된 양측면에 적정량의 접착제를 도포한 후 이 결합홈에 결합돌기를 순차적으로 삽입시켜 안착 배열하여 우선 반원형상을 형성시킨 후 양끝단 내면에 소정형상의 마구리유지판을 각각 위치시킨 다음 나머지 집성조각체들을 갖고 순차적으로 조립하는 원통형상의 기둥부재 조립공정단계와, 상기 조립공정단계를 통해 완성되어 다수개의 조립틀에 안착된 원통형상의 기둥부재의 양끝단 내면에 삽지된 마구리유지판을 탈거시킨 다음 다수개의 집성조각체들간의 상호 조립여부를 확인하면서 조정한 후 길이방향을 따라 외주면에 설정간격을 두고 다수개의 밴드체결구들이 중앙에 기준을 두고 양측방향으로 설정간격을 유지하면서 적절한 압체력으로 밴딩하여 조립된 기둥부재를 압체시켜 원통형상으로 조립된 다수개의 집성조각체들간의 유탈방지 및 접합력을 증대시키도록 수행하는 기둥부재 결속공정단계와, 상기 기둥부재 결속공정단계가 완료되면 다수개의 조립틀에 안정된 상태로 안착되어 유지되도록 한 다음 설정온도 및 시간동안 최적의 상태로 건조시켜는 기둥부재 양생공정단계와, 상기 다수개의 집성조각체들이 상호 결합되어 접착성형된 기둥부재가 완료되면 최종적인 외관 마무리공정단계로 제조되는 것을 특징으로 하는 원통형 구조용 집성재의 제조방법을 제공한다.

또한 상기한 제조방법을 수행하기 위한 장치들은 상부면 중앙에 대략 반달모양의 수용홈이 형성된 한 쌍의 받침판이 소정간격을 두고 위치되게 양측면에 연결고정대가 형성되고 하부면 양측단에 지면 내지 작업대에 안정적으로 안착되도록 고정다리가 각각 형성된 다수개의 조립틀과, 원판형상으로 이루어져 일측면에 손잡이가 형성되고, 그 외측면이 상기 집성조각체들이 상호 결합되어 이루어진 기둥부재의 내경의 내측면에 밀착되게 대응 형상 및 모양으로 가공되어 형성되며, 그 외경은 상기 기둥부재의 성형시 직경에 비례하여 형성된 마구리유지판과, 상기 조립이 완성된 기둥부재의 외주면에 설정간격을 두고 강제적으로 조여주거나 풀어 압체력이 해제되도록 형성된 다수개의 밴드체결구로 구성되어 있다.

(실시예)

이하, 상기한 바와 같은 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참고하여 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다.

첨부된 도 1은 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 원통형 구조용 집성재 제조과정을 개략적으로 나타낸 공정흐름도이고, 도 2는 본 발명에 따라 제조된 원통형 구조용 집성재의 사시도이며, 도 3은 본 발명의 집성조작체의 확대 단면도이고, 도 4는 본 발명 집성조각체의 사시도이며, 도 5a, 5b, 5c는 본 발명에 따른 원통형 구조용 집성재 조립틀 및 마구리유지판, 밴드체결구의 각 사시도이고, 도 6a, 6b는 본 발명의 집성조각체들이 상호 결합되어 원통형상을 이루며 다수의 밴드체결구들에 의해 조여진 상태에서 다수개의 조립틀들에 안착되어 양생되는 상태를 나타낸 사시도 및 측면도를 각각 도시하고 있다.

이로부터 알 수 있는 바와 같이, 본 발명 원통형 구조용 집성재의 제조방법은 먼저, 최적의 상태의 목재를 선별하여 형성하는 구조용 집성재 성형공정단계(S10)와, 상기 구조용 집성재를 이용하여 설정형상 및 모양으로 가공하여 형성하는 다수개의 집성조각체(10) 가공공정단계(S20)와, 상기 집성조각체(10)를 갖고 설정형상으로 조립하여 형성시키는 원통형상의 기둥부재(100) 조립공정단계(S30)와, 조립 완성된 기둥부재(100)를 더욱 견고하게 결합되도록 결속시켜 성형하는 기둥부재(100) 결속공정단계(S40)와, 설정온도 및 시간동안 건조시키는 기둥부재(100) 양생공정단계(S50)와, 고건축 부재로 이용하기 위하여 외곽면을 다듬어 형성하는 외관 마무리공정단계(S60)를 순차적으로 통하여 제조된다.

상기한 구조용 집성재 성형공정단계(S10)는 최적의 함수율이 유지되게 건조시킨 다음 목재의 자연적 결점들을 제거한 후 소정의 응력측정을 거쳐 설정된 강도등급을 갖춘 부재들로 선별하고, 이 준비된 부재들을 설정두께 접층후 압착시켜 성형된다.

상기 집성조각체(10)들은 상기 구조용 집성재 성형공정단계(S10)을 통해 얻어진 집성재를 시공용도에 알맞게 정확히 계산된 설계에 따라 가공하여 설정된 형상 및 모양으로 형성하고, 그 일측 및 타측면에 길이방향을 따라 상호 맞대응되게 결합홈(11) 및 결합돌기(12)가 각각 가공되어 형성된다.

여기서, 집성조각체(10) 가공공정단계(S20)에서 길이가 긴 집성조각체(10)를 소망하는 경우에는 상기 집성조각체(10)들은 길이방향의 양끝단부를 수직(종)방향으로 핑거커팅처리하여 결합조인트부(13)를 각각 형성하고 각 집성조각체(10)의 결합조인트부(13)들에 적정량의 접착제를 도포한후 이 결합조인트부(13)들을 상호 압체시켜 견고하게 연결하여 선택적 길이로 형성한다.

상기 집성조각체(10)의 외표면에는 외형상 미관이 필요한 경우 집성조각체(10)의 대응 폭 및 설정두께로 재단되고 연속적으로 접합 연결되도록 길이방향의 양끝단을 수평(횡)방향으로 핑거커팅처리하여 결합조인트부(14a)가 형성된 치장용 목판재(14)를 상기 집성조각체(10)의 외표면에 접착시킴과 동시에 상기 결합조인트부(14a)들이 상호 압체 연결되게 접착 고정시켜 상기 집성조각체(10)의 길이방향을 외표면을 도포하면서 마감 처리하여 형성시킬 수도 있다.

상기 집성조각체(10)는 양측면에 길이방향을 따라 상호 맞대응되게 결합홈(11) 및 결합돌기(12)가 단일 또는 복수개 내지 다수개가 설정간격을 두고 맞대응 개수만큼 선택적으로 형성될 수 있고, 상기 결합홈(11)에는 접착제 고임공간이 충분하게 갖추어 결합돌기(12) 삽입후 스프링백 현상의 의해 결합홈(11)에서 결합돌기(12)가 밀려나가는 현상이 방지되도록 형성시킨다.

또한 기둥부재(100) 조립공정단계(S30)는 중공 내부를 갖춘 원통형상으로 이루어지도록 상기 다수개의 집성조각체(10)들을 안착 지지 가능하게 반달모양의 수용홈이 형성된 다수개의 조립틀(20)에 상기 집성조각체(10)들의 결합홈(11) 및 결합돌기(12)가 형성된 양측면에 적정량의 접착제를 도포한 후 이 결합홈(11)에 결합돌기(12)를 순차적으로 삽입시켜 안착 배열하여 우선 반원형상을 형성시킨 후 양끝단 내면에 소정형상의 마구리유지판(30)을 각각 위치시킨 다음 나머지 집성조각체(10)들을 갖고 순차적으로 조립하여 형성된다.

여기서, 기둥부재(100)는 직경에 따라 상기 집성조각체(10)의 치수를 조절하여 조립함에 따라 그 직경이 크거나 작게 성형시키고, 재료의 손실량을 최소화시키기 위해 적어도 8 ∼ 20조각 이상의 집성조각체(10)들이 상호 압체 결합되어 성형되는 것이 바람직하다.

상기한 기둥부재(100) 결속공정단계(S40)는 상기 조립공정단계(S30)를 통해 완성되어 다수개의 조립틀(20)에 안착된 원통형상의 기둥부재(100)의 양끝단 내면에 삽지된 마구리유지판(30)을 탈거시킨 다음 다수개의 집성조각체(10)들간의 상호 조립여부를 확인하면서 조정한 후 길이방향을 따라 외주면에 설정간격을 두고 다수개의 밴드체결구(40)들이 중앙에 기준을 두고 양측방향으로 설정간격을 유지하면서 적절한 압체력으로 밴딩하여 조립된 기둥부재(100)를 압체시켜 원통형상으로 조립된 다수개의 집성조각체(10)들간의 유탈방지 및 접합력이 증대되게 상호 결합시킨다.

또한 기둥부재(100) 양생공정단계(S50)는 상기 기둥부재(100) 결속공정단계(S40)가 완료되면 다수개의 조립틀(20)에 안정된 상태로 안착되어 유지되도록 한 다음 약 20 ∼ 26℃정도의 상온을 유지시키며 약 72시간정도 건조시켜 기둥부재(100)를 형성시킨다.

상기 외관 마무리공정단계(S60)는 상기 다수개의 집성조각체(10)들이 상호 결합되어 접착 성형된 기둥부재(100)가 완료되면, 그 외주면을 다듬어 소망하는 원통형상의 기둥부재(100)가 형성된다.

한편, 상기한 제조방법을 수행하기 위한 장치들을 살펴보면, 상기 조립틀(20)은 상부면 중앙에 대략 반달모양의 수용홈이 형성된 안착수용부(21a)가 형성된 한 쌍의 받침판(21)이 소정간격을 두고 위치되게 양측면에 연결고정대(22)가 형성되고 하부면 양측단에 작업장의 지면 내지 작업대에 안정적으로 안착되도록 고정다리(23)들이 각각 형성되어 있다.

또한, 마구리유지판(30)은 원판형상으로 이루어져 일측면에 손잡이(31)가 형성되고, 그 외측면이 상기 집성조각체(10)들이 상호 결합되어 이루어진 기둥부재(100)의 내경의 내측면에 밀착되게 대응형상 및 모양으로 가공되어 형성되며, 그 외경은 상기 기둥부재(100)의 성형시 직경에 비례하여 형성된다.

상기 밴드체결구(40)는 내부가 중공되어 양단부가 개구된 한 쌍의 원통형 연결파이프(41a)가 대략 "Ｘ"형태로 엇갈려 외측 일면이 상호 결합되고, 그 하단면이 소정의 고정판(41b) 상부면에 견고하게 부착 형성된 크로스체결구(41)와, 강성이강한 재질로 이루어져 설정두께 및 폭을 갖고 소망하는 길이로 재단되어 양끝단에 설정길이의 체결볼트(42a)가 각각 부착 형성된 조임밴드(42)와, 상기 크로스체결구(41)의 연결파이프(41a)의 내부를 통과하여 배출된 상기 조임밴드(42)의 체결볼트(42a)와 상호 나사결합 가능하게 형성된 체결너트(43)로 구성되어 있다.

상기와 같은 제조방법 및 그 장치들의 구성을 갖춘 본 발명은 첨부도면 도 7a 내지 7d들을 참고하여 보다 상세하게 설명하면 다음과 같은 순서로 제조된다.

먼저, 최적의 함수률이 유지되게 건조된 목재를 각종 테스트 및 검사 등을 통해 선별된 준비된 목재를 갖고 설정두께와 폭으로 적층 압체시켜 성형된 구조형 집성재를 설계도에 따라 설정형상 및 모양과 함께 양측면에 상호 맞대응되게 결합홈(11) 및 결합돌기(12)가 선택적으로 하나 이상이 각각 형성된 다수개의 집성조각체(10)들을 갖고 설정간격을 두고 안전하게 안착된 다수개의 조립틀(20)의 안착수용부(21a)에 상기 집성조각체(10)들의 결합홈(11) 및 결합돌기(12)에 적정량의 접착제를 도포한 후 각 집성조각체(10)의 결합홈(11)과 결합돌기(12)를 맞대응 시켜 결합홈(11)이 결합돌기(12)에 끼워져 상호 결합시킴과 동시에 순차적으로 안착시켜 상기 반달형상의 안착수용부(21a)에 6개의 집성조각체(10)들이 조립되면, 그 내측면에 상기 마구리유지판(30)들을 상기 기둥부재(100)의 선/후단부에 각각 위치시킨 다음 나머지 5개의 집성조각체(10)들을 상기와 같은 방법으로 조립시킨 후 도 7d에서와 같이, 최종적으로 조립된 집성조각체(10)들을 양측방향으로 잡아당겨 삽입될틈새를 확보한 후 마지막 집성조각체(10)를 삽입시켜 상호 결합홈(11)과 결합돌기(12)가 상호 끼워져 소망하는 기둥부재(100)가 조립된다.

이후, 작업자가 육안으로 직접 식별 확인하면서 조립상태를 면밀하게 검사하여 더욱 정교하게 집성조각체(10)들이 상호 조립되도록 목망치등으로 타격하여 조정하면서 최종적으로 기둥부재(100)를 조립 완성시킨다.

그런 다음 도 6a, 6b에서와 같이, 상기 다수개의 밴드체결구(40)들을 이용하여 조립 완성된 기둥부재(100)의 외주면에 설정간격을 두고 위치시킨 후 정가운데 위치한 밴드체결구(40)를 제일 먼저 체결너트(43)와 체결볼트(42a)를 나사식으로 상호 결합시켜 적정 압체력까지 조여주고 좌, 우측에 놓여진 다른 밴드체결구(40)들을 중앙에서 양측방향순으로 조여 상기 기둥부재(100) 외주면을 일정한 압체력으로 균등하게 조여 보다 강력한 밀착력에 의해 다수개의 집성조각체(10)들이 더욱 견고하고 확실하게 상호 접합되어 단일체의 기둥부재(100)를 성형시킨다.

그리고, 설정온도가 유지된 상태에서 일정시간 건조시켜 양생시킨 다음 외주면에 각진 부분 내지 흠집부분, 거친면등을 대패 등을 이용하여 깎아주고 잘 다듬어 외주면이 원형으로 갖춘 최종 기둥부재(100)가 제조 완성된다.

상기와 같이 본 발명에 따르면 극심한 내/외기 환경 및 조건에 노출된 목구조물에도 방수 처리한 재료를 사용할 수 있고 강도등급을 기계적으로 측정하고 시험할 수 있어 부재의 치수를 가장 경제적 치수로 자유롭게 제조하여 구조적 안전성확보는 물론 동일형태의 원통형 구조용 집성재를 일시에 다량 생산할 수 있어 제조 및 시공, 시공후 유지보수등의 경제성이 대폭 향상될 수 있어 목조건축물등의 다양한 부재를 손쉽고 간단하게 내구성 및 보존성, 유지관리성, 시공성, 안전성 등이 뛰어나고 시공비용 절감 등의 경제성이 높은 효과를 나타낸다.

이상에서는 본 발명을 특정의 바람직한 실시예를 들어 도시하고 설명하였으나, 본 고안은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변경과 수정이 가능할 것이다.

Claims (7)

1. 최적의 함수율이 유지되게 건조시킨 다음 목재의 자연적 결점들을 제거한 후 소정의 응력측정을 거쳐 설정된 강도등급을 갖춘 부재들로 선별하고, 이 부재들을 설정두께 접층후 압착시켜 고강도의 구조용 집성재 성형공정과,

   상기 구조용 집성재 성형공정을 통해 얻어진 집성재를 시공용도에 알맞게 정확히 계산된 설계에 따라 가공하여 설정된 형상 및 모양으로 형성하고, 그 일측 및 타측면에 길이방향을 따라 상호 맞대응되게 결합홈 및 결합돌기가 각각 형성된 다수개의 집성조각체 가공공정과,

   중공 내부를 갖춘 원통형상으로 이루어지도록 상기 다수개의 집성조각체들을 안착 지지 가능하게 형성된 다수개의 조립틀에 상기 집성조각체들 의 결합돌기 및 결합홈이 형성된 양측면에 적정량의 접착제를 도포한 후 이 결합홈에 결합돌기를 순차적으로 삽입시켜 안착 배열하여 우선 반원형상을 형성시킨 후 양끝단 내면에 소정형상의 마구리유지판을 각각 위치시킨 다음 나머지 집성조각체들을 갖고 순차적으로 조립하는 원통형상의 기둥부재 조립공정과,

   상기 조립공정을 통해 완성되어 다수개의 조립틀에 안착된 원통형상의 기둥부재의 양끝단 내면에 삽지된 마구리유지판을 탈거시킨 다음 다수개의 집성조각체들간의 상호 조립여부를 확인하면서 조정한 후 길이방향을 따라 외주면에 설정간격을 두고 다수개의 밴드체결구들이 중앙에 기준을 두고 양측방향으로 설정간격을 유지하면서 적절한 압체력으로 밴딩하여 조립된 기둥부재를 압체시켜 원통형상으로조립된 다수개의 집성조각체들간의 유탈방지 및 접합력을 증대시키도록 수행하는 기둥부재 결속공정과,

   상기 기둥부재 결속공정이 완료되면 다수개의 조립틀에 안정된 상태로 안착되어 유지되도록 한 다음 약 20 ∼ 26℃정도의 상온을 유지시키며 약 72시간정도 양생하는 접합공정과,

   상기 다수개의 집성조각체들이 상호 결합되어 접착 성형된 기둥부재가 완료되면, 그 외주면을 다듬어 소망하는 원통형상의 기둥부재로 형성된 최종적인 외관 마무리공정으로 제조되는 것을 특징으로 하는 원통형 구조용 집성재의 제조방법.
2. 상부면 중앙에 대략 반달모양의 안착수용부를 갖춘 한 쌍의 받침판이 소정간격을 두고 위치되게 양측면에 연결고정대가 형성되고 하부면 양측단에 지면 내지 작업대에 안정적으로 안착되도록 고정다리가 각각 형성된 다수개의 조립틀과,

   원판형상으로 이루어져 일측면에 손잡이가 형성되고, 그 외측면이 상기 집성조각체들이 상호 결합되어 이루어진 기둥부재의 내경의 내측면에 밀착되게 대응 형상 및 모양으로 가공되어 형성되며, 그 외경은 상기 기둥부재의 성형시 직경에 비례하여 형성된 마구리유지판과,

   상기 조립이 완성된 기둥부재의 외주면에 설정간격을 두고 강제적으로 조여주거나 풀어 압체력이 해제되도록 형성된 다수개의 밴드체결구로 구성되는 것을 특징으로 하는 원통형 구조용 집성재의 제조장치.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 집성조각체 가공공정단계에서 길이가 긴 집성조각체를 소망하는 경우에는 상기 집성조각체들은 길이방향의 양끝단부를 수직방향으로 핑거커팅처리하여 결합조인트부를 각각 형성하고 각 집성조각체의 결합조인트부들에 적정량의 접착제를 도포한후 이 결합조인트부들을 상호 압체시켜 견고하게 연결하여 형성되는 것을 특징으로 하는 원통형 구조용 집성재의 제조방법.
4. 제 1 항에 있어서, 상기 집성조각체의 외표면에는 외형상 미관이 필요한 경우 집성조각체의 대응 폭 및 설정두께로 재단되고 연속적으로 접합 연결되도록 길이방향의 양끝단이 수평방향으로 핑거커팅처리되어 결합조인트부가 형성된 치장용 목판재를 상기 집성조각체의 외표면에 접착시킴과 동시에 결합조인트부들이 상호 압체 연결되게 접착 고정시켜 상기 집성조각체 길이방향의 외표면이 도포하면서 마감 처리되어 형성되는 것을 특징으로 하는 원통형 구조용 집성재의 제조방법.
5. 제 1 항에 있어서, 상기 집성조각체는 양측면에 길이방향을 따라 상호 맞대응되게 결합홈 및 결합돌기가 단일 또는 복수개 내지 다수개가 설정간격을 두고 맞대응되게 형성될 수 있고, 상기 결합홈에는 접착제 고임공간이 충분하게 갖추어 결합돌기 삽입후 스프링백 현상의 의해 결합홈에서 결합돌기가 밀려나가는 것이 방지되도록 형성되는 것을 특징으로 하는 원통형 구조용 집성재의 제조방법.
6. 제 1 항에 있어서, 상기 기둥부재는 직경에 따라 상기 집성조각체의 치수를 조절하고 재료의 손실량을 최소화시키기 위해 적어도 8 ∼ 20조각 이상의 집성조각체가 상호 압체 결합되어 형성 것을 특징으로 하는 원통형 구조용 집성재의 제조방법.
7. 제 2 항에 있어서, 상기 밴드체결구는 내부가 중공되어 양단부가 개구된 원통형 연결파이프가 대략 "Ｘ"형태로 엇갈려 외측 일면이 상호 결합되고, 그 하단면이 소정의 고정판 상부면에 견고하게 부착 형성된 크로스체결구와,

   강성이 강한 재질로 이루어져 설정두께 및 폭을 갖고 소망하는 길이로 재단되어 양끝단에 설정길이의 체결볼트가 각각 부착 형성된 조임밴드와,

   상기 크로스체결구의 연결파이프를 통하여 배출된 상기 조임밴드의 체결보트와 나사결합 가능하게 형성된 체결너트로 구성되는 것을 특징으로 하는 원통형 구조용 집성재의 제조장치.