KR101673850B1

KR101673850B1 - 구조용 직교 집성판의 제조방법 및 이를 통해 얻어진 구조용 직교 집성판

Info

Publication number: KR101673850B1
Application number: KR1020160110042A
Authority: KR
Inventors: 이경호
Original assignee: 경민산업주식회사
Priority date: 2016-08-29
Filing date: 2016-08-29
Publication date: 2016-11-16

Abstract

본 발명은 구조용 직교 집성판의 제조방법 및 이를 통해 얻어진 구조용 직교 집성판에 관한 것으로, 강도등급이 10S ~ 12S인 국산침엽수를 제재한 복수의 제1층재를 섬유방향이 서로 평행하도록 폭 방향으로 병렬로 배치 접착하여 외층용 평행층재를 제조하고, 강도등급이 3S ~ 5S인 수심(樹心)을 갖는 복수의 제2층재를 수심방향이 서로 평행하도록 배치 접착하여 내층용 직교층재를 제조하는 제1공정; 상기 내층용 직교층재의 측면에 섬유방향에 직교하는 방향으로 복수의 결합공을 설정된 간격으로 형성하고, 상기 결합공에 체결수단을 체결하는 제2공정; 및 상기 외층용 평행층재와 내층용 직교층재의 섬유방향을 서로 직각으로 교차시켜 적층 접착한 상태에서 가압압체하는 제3공정;으로 구성되는 구조용 직교 집성판의 제조방법과; 그 방법을 통해 제조된 구조용 직교 집성판을 제공한다. 본 발명에 따르면, 구조용재로 사용되는 목질재로 이루어지는 구조용 직교 집성판의 강도성능을 보증하기 위하여 건조된 층재를 강도등급 구분공정을 통하여 얻어진 강도등급에 따라 외층용으로는 고강도등급의 층재를 섬유방향이 평행하게 배열하여 외층용 평행층재를 형성하고 외층용 평행층재 사이에 배치하는 내층용 직교층재는 저강도의 B급 재료를 직교층으로 배치하여 구조용 직교 집성판을 제조함으로서 국산재를 효율적으로 사용하게 되며 구조성능에 적합한 목질건축재를 경제적으로 제조할 수 있다.

Description

구조용 직교 집성판의 제조방법 및 이를 통해 얻어진 구조용 직교 집성판{ Manufacturing Method of Cross Laminated Timber And Its Products }

본 발명은 국산원목자원을 최대한 유효하게 사용하여 국내 목조건축에 적용할 수 있도록 강도등급, 제품규격 및 시공방법에 적합한 구조용 직교 집성판을 제조하는 방법 및 그와 같은 제조 방법에 의해 제조되는 구조용 직교 집성판에 관한 것이다.

금세기에 있어 가장 큰 문제인 지구온난화 방지를 위해 탄소저장이 가능한 건축구조재로 목재의 사용을 권장하고 있다. 우리나라에서도 국책사업으로 주거용 건축을 한옥으로 지정한 바 있다.

또한, 한옥 등 중대형 목조건축물의 건축 증가율이 매년 20% 정도로 급성장하고 있다. 한옥용 목조건축부재는 다른 공법과 달리 기둥, 보 등 주요 구조부재를 대단면의 목재로 사용하게 되므로 국내산 목재 공급이 어렵고 소요량의 90%를 수입 목재에 의존하고 있다.

한편, 구조용 직교집성판상재는 1990년대 스위스 등 EU지역에서 CLT(Cross Laminated Timber) 또는 Cross-Lam, X-Lam이란 명칭으로 개발되었으며 현재는 EU는 물론 미국, 일본, 호주, 뉴질랜드 등 국가에서 중대규모의 목재건축자재로 이용이 확대되고 있다.

특히 대단면 판상재(板狀材)는 기둥, 보 등과 같은 축구조재(軸構造材)는 물론 주로 벽식구조의 벽체, 바닥 및 지붕재의 역할을 이 재료 한 종류로 활용할 수 있는 가장 큰 특징을 가지고 있어 장차 새로운 목질 구조재료가 될 가능성을 가진 목질판상재이다.

이와 같은 구조용 직교집성판상재는 치밀한 목재덩어리(뭉치)이며 강도성능을 확보하기 위하여 외층용재에는 높은 탄성계수를 가지는 층재로 구성된 평행겹층재를 배치하고 내층용재나 중간직교층에는 비교적 탄성계수가 낮은 직교겹층판재를 사용함으로써 고강도재료와 저강도 재료를 혼합사용할 수 있어 산림자원의 유효활용이란 관점에서 참으로 유용한 목질 재료라 할 수 있다.

한편, 산림자원이 풍부하고 다양하며 대경재를 대량으로 생산할 수 있는 국가에서는 구조용 직교집성판상재의 기본소재인 층재를 제조하는데 최대두께 치수를 50㎜로 상한제한하고, 판상재의 폭은 600 ~ 3000 ㎜, 그리고 길이는 2 ~ 10m의 두껍고 넓으며, 긴 목질판상재를 만들 수 있지만, 우리나라에서 생산되는 산림자원은 소경재가 많고 수종도 제한적이며 결점이 많은 저강도 재료가 많아 세계적인 표준규격으로 제조하는 것은 불가능한 상태이다.

그러므로 우리나라에서 생산되는 원목자원에 적합하고 국내 목조건축에 적용할 수 있는 강도등급, 제품규격 및 시공성이 우수한 구조용 직교집성판상재의 제조방법의 개발이 필요하다.

이와 같은 구조용 직교집성판상재와 유사한 기술로서 실용신안등록 제0334715호가 제안된 바 있다. 이는 겹층 집성판재에 관한 것으로, 소경재의 원목을 서로 목리가 교차하게, 표판층과 이판층을 포함하여 3층 이상 적층하되, 상기 표판층과 이판층은 원목 판재들을 그들의 폭 방향으로 2쪽 이상 부착하여 제조한다. 그러나 상기 겹층집성판재는 층재두께가 균일하고 강도성능을 보증할 수 없는 수장용이나 의장재로 사용되는 비구조재이며, 주로 가구용재나 강도성능이 필요치 않은 건축내장재로 사용하도록 고안된 재료이다. 또한 이 재료는 온도, 습도 또는 하중 등의 영향에 의해 내외층간의 박리 우려가 높아 구조재로 사용하기에는 적합하지 않다.

그러므로 목조건축 구조부재로 사용되는 주요한 원소재를 국산화하고 원목자원을 효율적으로 이용하기 위하여 정상재를 활용할 수 없는 간벌소경목재와 각재를 강도성능과 제품규격을 공학적 방법으로 개선해서 대단면의 한옥용 부재나 중대규모(中大規模)의 목재건축물 구축에 사용되는 목질구조재의 생산이 시급히 필요한 실정이다.

따라서 이와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명은 고강도등급의 층재를 섬유방향이 평행하게 배열하여 외층용 평행층재를 제조하고 그 외층용 평행층재 사이에는 잔벌 등 소경원목에서 생산되어 정상재료로서는 사용할 수 없는 저강도의 B급 재료로서 저강도 및 저질재료인 휨, 비틀림, 단척재, 결점재 등의 수심을 갖는 소경목재나 중단면 각재를 섬유방향이 서로 평행하게 폭 방향으로 병렬로 배열 접착하여 광폭의 내층용 직교층재를 제조하고, 내층용 직교층재와 외층용 평행층재의 섬유방향을 직교시켜 적층 접합시 결합력이 향상되는 구조용 직교 집성판의 제조방법 및 이를 통해 얻어진 구조용 직교 집성판을 제공함에 있다.

또한, 본 발명의 다른 목적은 목조건축의 벽식 구조공법에서 벽체 구조재, 바닥구조재 그리고 지붕구조재로 사용할 수 있으며 프래캐스트 콘크리트판(PCa) 구조물과 같이 강도성능이 우수하며 큰 하중을 받을 수 있어 조립식으로 시공할 수 있는 장점도 있어 중대규모(中大規模)의 다층 목조건축물의 구조부재로 사용할 수 있는 구조용 직교 집성판의 제조방법 및 이를 통해 얻어진 구조용 직교 집성판을 제공함에 있다.

이와 같은 기술적 과제를 해결하기 위해 본 발명은;

강도등급이 10S ~ 12S인 국산침엽수를 제재한 복수의 제1층재를 섬유방향이 서로 평행하도록 폭 방향으로 병렬로 배치 접착하여 외층용 평행층재를 제조하고, 강도등급이 3S ~ 5S인 수심(樹心)을 갖는 복수의 제2층재를 수심방향이 서로 평행하도록 배치 접착하여 내층용 직교층재를 제조하는 제1공정; 상기 내층용 직교층재의 측면에 섬유방향에 직교하는 방향으로 복수의 결합공을 설정된 간격으로 형성하고, 상기 결합공에 체결수단을 체결하는 제2공정; 및 상기 외층용 평행층재와 내층용 직교층재의 섬유방향을 서로 직각으로 교차시켜 적층 접착한 상태에서 가압압체하는 제3공정;으로 구성되는 것을 특징으로 하는 구조용 직교 집성판의 제조방법을 제공한다.

이때, 상기 제1층재는 국산침엽수를 제재한 판재 또는 소경각재이고, 상기 제2층재는 수심(樹心)을 갖는 소경목재 또는 중단면의 정사각재인 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 제2공정에서 상기 결합공은 직경 12㎜로 관통 형성하고, 상기 체결수단은 직경이 16㎜의 라그스크류(Lag screw)인 것을 특징으로 한다.

아울러, 상기 제3공정 후, 상기 구조용 직교 집성판의 4면을 절단한 후, 제혀쪽매맞춤이 가능하도록 구조용 직교 집성판의 일측에는 끼움홈이 형성되고, 구조용 직교 집성판의 타측에는 끼움홈에 대응되는 형상으로 끼움돌기를 형성하는 제4공정;을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

이때, 상기 제4공정 후, 연마장치로 구조용 직교 집성판의 표면과 이면을 연삭하여 구조용 직교 집성판의 두께를 조정하는 제5공정;을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

그리고 본 발명은 이상의 방법으로 제조된 구조용 직교 집성판도 제공한다.

본 발명에 따르면, 구조용재로 사용되는 목질재로 이루어지는 구조용 직교 집성판의 강도성능을 보증하기 위하여 건조된 층재를 강도등급 구분공정을 통하여 얻어진 강도등급에 따라 외층용으로는 고강도등급의 층재를 섬유방향이 평행하게 배열하여 외층용 평행층재를 형성하고 외층용 평행층재 사이에 배치하는 내층용 직교층재는 저강도의 B급 재료를 직교층으로 배치하여 구조용 직교 집성판을 제조함으로서 국산재를 효율적으로 사용하게 되며 구조성능에 적합한 목질건축재를 경제적으로 제조할 수 있다.

특히 본 발명에 따르면 국산원목자원을 최대한 유효하게 사용하고 한옥과 중대규모의 목조건축부재로서 강도성능, 제품규격 및 시공성이 우수하여 경제적인 목조건축부재를 생산하기 위해 고강도등급의 판재 또는 각재로 외층용 평행층재를 제조하고, B급의 저강도 및 저질재료인 휨, 비틀림, 단척재, 결점재 등의 수심을 갖는 소경목재나 중단면 각재로 내층용 직교층재를 제조하여 라그스크류(Lag screw) 등의 체결수단으로 결속하고, 외층용 평행층재와 내층용 직교층재를 서로 직각으로 직교시켜 간단히 적층접착해 층재간을 더욱 긴밀하게 결합시켜 주어 내구성이 향상되고 장시간 안정적인 구조재로 사용할 수 있는 구조용 직교 집성판을 제조할 수 있다.

즉, 본 발명은 내층용 직교층재에서 일어나는 로-링쉐어(Rolling Shear, 접착층의 회전파괴 현상)을 방지하기 위해서는 판재두께의 3.5배 넓이의 판재를 사용해야 하는 비경제적인 문제를 해소하여 체결수단인 라그스크류(Lag screw)를 내층용 직교층재(120)의 수심방향에 직교하는 방향으로 결속시킴에 따라 경제적인 구조용 직교 집성판을 제조할 수 있다.

아울러 본 발명에 따른 제조방법에 의하면 구조용 직교 집성판을 제조하여 직접 벽체구조재, 바닥구조재 및 지붕구조재로 임의의 설계도서에 따라 자유자재로 제조할 수 있으며 강도성능이 우수하고 시공성이 우수하여 중대규모의 고층목조건축용 구조부재로서 프리캐스트 콘크리트 구조물을 대체할 수 있다.

또한, 본 발명은 구조용 직교 집성판을 제작하는데 사용되는 외층용 평행층재와 내층용 직교층재의 구성에 따라 다양한 강도성능, 제품규격 및 형상으로 제조할 수 있고, 건축시공이 간단하여 공사기간을 대폭 감축할 수 있어 경제적인 장점도 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 구조용 직교 집성판의 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 구조용 직교 집성판의 단면도이다.
도 3의 (a) 내지 (d)는 본 발명에 따른 구조용 직교 집성판의 제조 과정을 설명하기 위해 순차적으로 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명에 따른 구조용 직교 집성판의 다른 실시 예를 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명에 따른 구조용 직교 집성판의 제조를 위한 외층용 평행층재와 내층용 직교층재의 규격 및 구조용 직교 집성판의 규격 예를 도시한 표이다.
도 6은 본 발명에 따른 구조용 직교 집성판의 다양한 실시 예를 도시한 도면이다.
도 7은 본 발명에 따른 구조용 직교 집성판의 강도성능 시험 결과표이다.

이하 본 발명에 따른 구조용 직교 집성판의 제조방법 및 이를 통해 얻어진 구조용 직교 집성판을 첨부된 도면을 참고로 하여 상세히 기술되는 실시 예들에 의해 그 특징들을 이해할 수 있을 것이다.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는바, 실시 예들을 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

도 1 및 도 2에 의하면, 본 발명은 목조건축 구조부재로 사용되는 주요한 원소재를 국산화하고 원목자원을 효율적으로 이용하기 위하여 정상재를 활용할 수 없는 간벌소경목재와 각재를 강도성능과 제품규격을 공학적 방법으로 개선해서 대단면의 한옥용 부재나 중대규모(中大規模)의 목재건축물 구축에 사용되는 목질구조 판넬(판상재(板狀材))를 생산하는데 유용하다.

특히 본 발명에 따른 구조용 직교 집성판은 직교집성판상재(CLT)로서, 낙엽송, 소나무, 잣나무 등과 같은 국산침엽수를 제재한 고강도등급의 판재 또는 각재를 그 섬유방향이 서로 평행하도록 폭 방향으로 병렬로 배치 접착하여 외층용으로 사용할 외층용 평행층재(110)를 제조하고, B급의 저강도 및 저질재료인 휨, 비틀림, 단척재, 결점재 등의 수심(樹心)을 갖는 소경목재나 중단면의 정사각재를 수심방향이 서로 평행하도록 배치 접착하여 내층용으로 사용할 내층용 직교층재(120)를 제조하고, 이들 외층용 평행층재(110)와 내층용 직교층재(120)의 섬유방향을 서로 직각으로 교차시켜 적층 접착한 3층 이상의 겹층판재로 구성된 판상(板狀)의 목질 재료로서, 집성가공시 대단면이면서 광폭과 장척의 건축구조부재를 제조할 수 있다.

특히 제조되는 구조용 직교 집성판(100)은 주로 벽체, 바닥 및 지붕재의 구조재로 사용할 수 있으며, 한옥 등 목재를 많이 사용하는 중대규모의 목조건축물을 건축하는데 유용하다.

본 발명은 국산원목자원을 최대한 유효하게 이용하고 국내 목조건축에 적용할 수 있도록 강도등급, 제품규격 및 시공방법에 적합한 구조용 직교 집성판을 제조할 수 있다.

특히 본 발명은 내층용 직교층재(120)의 양면 즉 표면과 이면에 외층용 평행층재(110)를 밀착시킨 후 접착시 내층용 직교층재(120)의 로-링쉐어(Rolling Shear, 접착층의 회전파괴 현상)가 발생할 수 있어, 이를 해소하기 위해 내층용 직교층재(120)를 구성하는 수심(樹心)을 갖는 소경목재나 중단면의 정사각재들을 라그스크류(Lag screw) 등의 체결수단으로 결속하여 구조재로 사용하기에 적합하도록 접착강도를 향상시키고 구조용으로 사용시에도 온도, 습도 또는 하중 등의 영향에 의한 박리를 방지하고, 외층용 평행층재(110)와 내층용 직교층재(120)를 더욱 견고하게 결합시켜 준다.

이하, 본 발명에 따른 구조용 직교 집성판의 제조 과정을 상세히 설명한다.

(S1) 외층용 평행층재(110)와 내층용 직교층재(120)의 제조 공정

도 3의 (a)를 참고하면, 본 공정(S1)은 본 발명에 따른 구조용 직교 집성판(100)의 제작을 위한 기본요소로서 외층용재와 내층용재로 사용되는 외층용 평행층재(110)와 내층용 직교층재(120)를 제조하는 공정이다.

상기 외층용 평행층재(110)는 설계도서에 정해진 강도성능에 따라 외층용 평행층재(110)를 구성하는 제1층재(111)를 도 5에 도시된 층재 규격 중에서 선정하고, 이 제1층재(111)를 섬유방향이 서로 평행하게 병렬로 배치하여 설계도서에 명시된 규격대로 도 6에 도시된 구조용 직교 집성판의 규격에 맞추어 두께, 폭 및 길이를 맞추어 집성 접착하고 표면과 이면을 절삭가공하여 외층용으로 사용할 수 있도록 제조한다.

이때 상기 외층용 평행층재(110)에 사용되는 제1층재(111)는 낙엽송, 소나무, 잣나무 등과 같은 국산침엽수를 제재한 고강도등급의 판재 또는 소경각재를 사용하며, 그 제1층재(111)의 강도등급은 10S ~ 12S임이 바람직하다. 상기 외층용 평행층재(110)에 사용되는 제1층재(111)를 판재로 형성하는 경우는 도 1에 도시된 바와 같고, 소경각재로 형성하는 경우는 도 4에 도시된 바와 같다.

또한, 상기 내층용 직교층재(120)는 수심을 갖는 정사각형(90×90),(80×80),(70×70)의 소경목재나 중단면의 정사각재를 제2층재(121)로 사용하며, 제2층재(121)를 설계도서의 규격에 적합하게 도 5에 도시된 층재 규격 중에서 선정하고, 이 제2층재(121)를 수심방향이 서로 평행하게 병렬로 배치하여 설계도서에 명시된 규격대로 도 5에 도시된 구조용 직교 집성판 규격에 맞추어 두께, 폭 및 길이를 맞추어 집성 접착하여 내층용으로 사용이 가능하도록 제조한다.

이때 상기 내층용 직교층재(120)에 사용되는 제2층재(121)는 B급의 저강도 및 저질재료인 휨, 비틀림, 단척재, 결점재 등의 수심(樹心)을 갖는 소경목재나 중단면의 정사각재를 사용하며, 그 제2층재(121)의 강도등급은 3S ~ 5S임이 바람직하다.

이와 같은 외층용 평행층재(110)와 내층용 직교층재(120)는 복수의 제1 및 제2층재(111, 121)를 사용하며, 각각의 제1 및 제2층재(111, 121) 양측 재단면에 수지 접착제를 도포하고 다중(多重)으로 배치하여 접합하고 압체하여 제조한다.

이와 같은 수지 접착제는 접착성능이 우수하고 공극 충진성을 지니고 있어 집성재나 복합재의 구조용 접착제이다.

특히 내층용 직교층재(120)는 본 출원인이 선출원하여 등록받은 등록특허 제10-0983612호에 제안한 바 있는 다중접착집성재의 제조방법을 사용하여 제조할 수 있다.

(S2) 내층용 직교층재(120)의 결속공정

도 3의 (b)를 참고하면, 본 공정(S2)은 후공정(S3)을 통한 외층용 평행층재(110)와 내층용 직교층재(120)의 접합시 내층용 직교층재(120)의 로-링쉐어(Rolling Shear, 접착층의 회전파괴 현상)의 발생 우려를 해소하기 위해 내층용 직교층재(120)를 구성하는 수심(樹心)을 갖는 소경목재나 중단면의 정사각재들을 라그스크류(Lag screw) 등의 체결수단으로 결속하여 구조재로 사용하기에 적합하도록 접착강도를 향상시키고 구조용으로 사용시에도 온도, 습도 또는 하중 등의 영향에 의한 박리를 방지하고, 외층용 평행층재(110)와 내층용 직교층재(120)를 더욱 견고하게 결합시켜 준다.

이때, 상기 라그스크류(Lag screw)는 상기 내층용 직교층재(120)의 수심방향에 직교하는 방향으로 제2층재(121)의 측면을 관통하여 체결한다.

이를 위해 우선 상기 공정(S1)을 통해 제조한 내층용 직교층재(120)의 측면에 복수(예를 들어 2개)의 결합공(122)을 설정된 간격으로 형성하고, 결합공(122)에 라그스크류(Lag screw) 등의 체결수단(123)를 체결하게 된다.

이 경우 상기 결합공(123)은 12㎜의 직경을 가지도록 관통 형성하고, 체결수단(123)으로 사용하는 라그스크류(Lag screw)를 체결해준다.

상기 결합공(122)은 일 예로 150 ~ 300㎜간격을 유지하며 12㎜ 직경을 갖도록 형성하고, 상기 라그스크류(Lag screw)는 직경이 16㎜인 것을 사용하며 전체적인 길이는 300 ~ 3000㎜인 것을 사용할 수 있다.

이와 같은 상기 라그스크류(Lag screw)를 사용하여 내층용 직교층재(120)를 결속하지 않고서 내층용 직교층재(120)에서 일어나는 로-링쉐어(Rolling Shear, 접착층의 회전파괴 현상)을 방지하기 위해서는 판재두께의 3.5배 넓이의 판재를 사용해야 하므로 비경제적이다. 이에 이를 해결하기 위해 본 발명에서는 체결수단인 라그스크류(Lag screw)를 내층용 직교층재(120)의 수심방향에 직교하는 방향으로 결속시킴에 따라 경제적인 구조용 직교 집성판을 제조할 수 있다.

(S3) 외층용 평행층재(110)와 내층용 직교층재(120)의 접합 공정

도 3의 (c)를 참고하면, 본 공정(S3)은 상기 공정(S1 및 S2)을 통해 제조한 외층용 평행층재(110)와 내층용 직교층재(120)를 접합하는 공정으로서, 도 2와 같은 구조로 제작하기 위해서는 내층용으로 사용되는 내층용 직교층재(120)의 양면에 접착제를 도포하고 외층용으로 사용되는 외층용 평행층재(110)를 섬유방향이 서로 직각으로 직교시켜 적층 접착한 상태에서 가압 압체하여 구조용 직교 집성판(100)을 제조한다.

(S4) 구조용 직교 집성판(100)의 이음매 형성 공정

도 3의 (d)를 참고하면, 본 공정(S4)은 상기 공정(S3)을 통해 제조한 구조용 직교 집성판(100)을 설계도서에서 설계규격대로 4면을 절단한 후, 목조건축물 시공시 조립이 용이하며 구조용 직교 집성판(100)을 연속적으로 접합할 때 기밀성을 유지하기 위하여 제혀쪽매맞춤이 가능하도록 구조용 직교 집성판(100)의 일측에는 끼움홈(103)이 형성되고, 구조용 직교 집성판(100)의 타측에는 끼움홈(103)에 대응되는 형상으로 끼움돌기(104)를 형성한다.

(S5) 구조용 직교 집성판(100)의 표면 처리 공정

본 공정(S5)은 상기 공정(S4)을 통해 제조한 구조용 직교 집성판(100)의 표면 및 이면이 매끄럽도록 하기 위한 공정으로, 도 4에 도시된 바와 같이 제조한 구조용 직교 집성판(100)의 표면과 이면을 공지의 연마장치로 연삭하여 표면을 매끄럽게 마감 처리함은 물론 구조용 직교 집성판(100)의 두께를 설계조건에 따라 조정할 수 있다.

이상의 공정을 통해 구조용 직교 집성판(100)을 제조하는 방법은 내층용 직교층재(120)의 양면에 외층용 평행층재(110) 한 개씩만을 결합한 3층3겹층재의 구조만을 설명하였지만, 필요에 따라 도 6의 (a)에서와 같이 내층용 직교층재(120)의 일면에는 한개층의 외층용 평행층재(110)를 밀착하고 내층용 직교층재(120)의 다른면에는 2개의 외층용 평행층재(110)를 결합한 3층4겹층의 구조로 제작하거나, 도 6의 (b)에서와 같이 내층용 직교층재(120)의 양면에 두개층의 외층용 평행층재(110)를 밀착 결합한 3층5겹층의 구조로 제작하거나, 도 6의 (c)에서와 같이 내층용 직교층재(120)와 외층용 평행층재(110)를 순차적으로 한개층식 밀착하여 5층5겹층의 구조로 제작하거나, 도 6의 (d)에서와 같이 중앙의 외층용 평행층재(110)의 양면에 한개층의 내층용 직교층재(120)를 밀착하고 내층용 직교층재(120)의 노출면에 두개층의 외층용 평행층재(110)를 밀착 결합한 5층7겹층의 구조로 제작함도 가능하다.

이와 같은 구조용 직교 집성판(100)을 내층용 직교층재(120)의 양면에 외층용 평행층재(110) 한 개씩만을 결합한 3층3겹층의 구조로 제작하여 강도성능을 시험한 결과는 도 7에 도시된 바와 같다. 제작된 2개의 시편(V1, V2)의 강도성능 시험결과, 시편 V1은 최대 휨하중이 37.90 KN, 강성은 1.96 KN/㎜, 휨탄성계수는 8761.33 KN/㎟, 휨강도는 17.84 N/㎟로 나타났고, 시편 V2는 최대 휨하중이 36.64 KN, 강성은 2.01 KN/㎜, 휨탄성계수는 8721.78 KN/㎟, 휨강도는 17.25 N/㎟로 나타났다.

즉, 제조된 구조용 직교 집성판(100)에 층재로 사용되는 다중접착집성재인 내층용 직교층재(120)를 직교층으로 적층접착하여 실대재(實大材)를 실험한 결과 우리나라 목조건축 구조재로 충분히 사용할 수 있는 휨강도와 휨탄성계수를 얻어 공학적으로 안전함이 증명되었다.

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

100: 구조용 직교 집성판 110: 외층용 평행층재
111: 제1층재 120: 내층용 직교층재
121: 제2층재 122: 결합공
123: 체결수단

Claims

강도등급이 10S ~ 12S인 국산침엽수를 제재한 복수의 제1층재(111)를 섬유방향이 서로 평행하도록 폭 방향으로 병렬로 배치 접착하여 외층용 평행층재(110)를 제조하고, 강도등급이 3S ~ 5S인 수심(樹心)을 갖는 복수의 제2층재(121)를 수심방향이 서로 평행하도록 배치 접착하여 내층용 직교층재(120)를 제조하는 제1공정;
상기 내층용 직교층재(120)의 측면에 섬유방향에 직교하는 방향으로 복수의 결합공(122)을 설정된 간격으로 형성하고, 상기 결합공(122)에 체결수단(123)을 체결하는 제2공정; 및
상기 외층용 평행층재(110)와 내층용 직교층재(120)의 섬유방향을 서로 직각으로 교차시켜 적층 접착한 상태에서 가압압체하는 제3공정;으로 구성되는 것을 특징으로 하는 구조용 직교 집성판의 제조방법.
제 1항에 있어서,
상기 제1층재(111)는 국산침엽수를 제재한 판재 또는 소경각재이고, 상기 제2층재(121)는 수심(樹心)을 갖는 중단면의 정사각재인 것을 특징으로 하는 구조용 직교 집성판의 제조방법.
제 1항에 있어서,
상기 제2공정에서 상기 결합공(122)은 직경 12㎜로 관통 형성하고, 상기 체결수단(123)은 직경이 16㎜의 라그스크류(Lag screw)인 것을 특징으로 하는 구조용 직교 집성판의 제조방법.
제 1항에 있어서,
상기 제3공정 후, 상기 구조용 직교 집성판(100)의 4면을 절단한 후, 제혀쪽매맞춤이 가능하도록 구조용 직교 집성판(100)의 일측에는 끼움홈(103)이 형성되고, 구조용 직교 집성판(100)의 타측에는 끼움홈(103)에 대응되는 형상으로 끼움돌기(104)를 형성하는 제4공정;을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 구조용 직교 집성판의 제조방법.
제 4항에 있어서,
상기 제4공정 후, 연마장치로 구조용 직교 집성판(100)의 표면과 이면을 연삭하여 구조용 직교 집성판(100)의 두께를 조정하는 제5공정;을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 구조용 직교 집성판의 제조방법.
제 1항 내지 제 5항 중에 어느 한 항의 방법으로 제조된 구조용 직교 집성판.