[한국의 목조주택 설계 · 시공자를 위한] 일본 중목구조 설계와 시공 29
[한국의 목조주택 설계 · 시공자를 위한] 일본 중목구조 설계와 시공 29
  • 서범석 기자
  • 승인 2023.07.07 09:00
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자료제공 = 일반사단법인 일본목재수출진흥협회

6 횡가재단접합부의 재폭방향 전단시험에서는, 그림A.5.1-6에 나타낸 것과 같은 방법으로 시험체를 설치한다.

그림A.5.1-6 횡가재단접합부의 재폭방향전단시험의 시험체 설치방법 예시

5.2 접합부시험의 가력방법은 이하의 규정에 적합한 것을 표준으로 한다. 
1 예비시험에서는 단조가력으로 하고 본시험에서는 단측반복가력으로 한다. 
2 본 시험에서는 단조가력시험에서 얻어진 항복변위의 1/2, 1, 4, 6, 8, 12, 16배의 순서로 반복가력을 실시한다. 또한 항복변위를 얻을 수 없는 경우에는 최대하중시 변위의 1/10, 2/10, 3/10, 4/10, 5/10, 6/10, 7/10, 1의 순서로 반복하여 가력을 실시한다.
3 가력은 최대하중을 경과한 후 최대하중의 80%에 하중이 감소하는 시점 또는 접합부가 파괴하는 시점 중 어느 하나의 시점까지 실시한다. 
4 단조가력에서는 시험에서 최대하중에 도달할 때까지의 시간을 5분에서 10분을 표준으로 한다. 또한 반복 가력의 가력속도는 매초 0.1㎜에서 10㎜의 범위에서 적절하게 정한 일정한 속도로 하는 것이 바람직하  다.

5.3 변위계측에서는 이하의 규정에 적합한 것을 표준으로 한다. 
1 변위계를 이용하여 부재간의 상대변위와 부재의 절대변위 중 어느 하나 또는 양쪽을 측정한다.
2 시험체의 전후 2곳에 변위계를 설치하는 경우 측정변위의 평균값을 당해부분의 변위로 한다.

6 평가방법
6.1 구조특성치는 이하의 규정에 적합한 것을 표준으로 한다. 
1 접합부의 포락선은 최종적으로 파괴한 접합부의 하중변위곡선으로 작성한다. 첫 시작의 계측점을 최고치까지 연결한다. 그 후에는 각 반복가력의 최고치 및 그 사이의 계측점을 순차적으로 연결하여 최대하중 이후에는 계측점을 모두 연결한다.

2 항복내력Py는 0.1Pmax와 0.4Pmax를 연결하는 선과, 0.4Pmax와 0.9Pmax를 연결하는 직선구배에서 하중변위곡선(포락선)에 접하는 직선과의 교점에서 하중값으로 한다. 여기에서, Pmax는 최대내력으로 한다. 

3 항복변위δy는 접합부가 처음으로 항복내력Py에 도달한 시점의 변위로 한다. 

4 최대내력Pmax는 최종변위δu에 도달하기까지의 최대하중의 값으로 한다. 

5 종국변위δu는 접합부의 파괴시 변위, 최대하중 경과후의 0.8Pmax에 도달한 시점의 변위, 특정변위 내 최소의 값으로 한다. 또한, 표준적인 특정변위의 값은 30㎜로 한다. 

6 초기강성K는 원점과 항복점을 연결하는 직선의 기울기로 한다. 단, 항상 한방향의 힘을 받는 접합부에서는 초기슬립을 제외하고 평가해도 좋다.

7 종국내력Pu는 종국변위δu까지의 에너지 흡수량이 하중변위곡선(포락선)과 등가가 되도록 치환된 완전탄소성형 모델의 항복내력 값으로 한다. 

8 항복점변위δv는 종국내력Pu에 달한 시점의 완전탄소성형모델의 변위로 한다. 

9 소성률μ는 종국변위δu를 항복점 변위δv로 나눈 값(=δu/δv)으로 한다. 

그림 A.6.1 구조특성치의 평가  |  K:초기강성 
Py:항복내력 
Pu:종국내력 
Pmax:최대내력 
δy:항복변위 
δv:항복점변위 
δu:종국변위 
μ:소성률(=δu /δv)

6.2 설계용강도와 설계용강성은 아래의 규정에 따라 구하는 것을 표준으로 한다. 

1 설계용강도는 항복내력Py또는 최대내력Pmax의 2/3의 평균치에 각각의 불균형계수를 곱하여 산출한 값 중 작은 편으로 한다.

2 앞항의 불균형계수는 모집단의 분포형을 정규 분포로 간주하고, 통계처리에 기초한 신뢰수준 75%의 95%인 하측허용한계치를 바탕으로 식 (A.6.2)에 의해 구한다.

               CTL=1-CV·k   (A.6.2)

CTL : 불균형계수
CV : 변동계수

k : 신뢰수준 5%의 95% 하측허용한계치를 구하기 위한 계수로 표.6.2의 규정에 따라 값을 구한다. 

3 설계용강성은 초기강성의 신뢰수준75%의 50% 하측허요한계치를 적용한 것을 표준으로 한다. 또한, 신뢰수준75%의 50% 하측허용 한계치를 구하기 위한 계수k에는, 표.6.2의 수치를 적용한다. 

표 A.6.2 k의 값
표 A.6.2 k의 값

6.3 그 외의 설계용 특성값은 필요에 따라 시험결과를 통계적으로 처리하여 적절하게 산출한다.

 

부록B 중목구조공법의 내력벽의 전단시험방법 · 평가방법

제5장의 표5.1에 기록되어 있지 않은 방법의 벽에 대해서는 아래에 나타낸 시험법(혹은 ISO 21581 Timber structures –Static and cyclic lateral load test methods for shear walls)을 사용해서 전단강도 설계값 Pa를 구할 수가 있다. 

(1) 시험체
시험체는 그림 B.1에 나타내는 것처럼 기둥과 횡가재로 이루어진 축조에 구조용 목질패널을 못박은 것으로 한다. 실제 방법에 맞춰서 축조 재료의 수종과 단면 치수, 판넬 두께와 못 종류, 못질 간격 등을 적절하게 시공한다. 간주재 등에 대해서도 동일하다. 시험체의 높이, 폭  에 대해서도 실제로 사용하는 벽에 맞춘 표준 치수로 한다.

주두주각의 장부는 짧은 장부 접합으로 하고, 길이 90㎜ 정도의 못을 박는다. 또한 주두주각 접합부가 선행 파괴되지 않도록 끌어당김 철물(Hold-down 철물)로 연결한다.

그림 B.1 내력벽시험체의 구성 예시
그림 B.1 내력벽시험체의 구성 예시

(2) 가력방법
가력은 그림B.2에 나타낸 것처럼 주각고정식의 단면전단시험으로 한다. 시험체는 기초상당발판에 앵커볼트로 고정하고 주각접합부에 부착한 끌어당김 철물의 볼트를 발판에 연결한다. 도리의 한쪽을 잭으로 잡아 수평력을 준다. 가력은 정부교번가력으로 하고, 전단변형각에서 1/450rad부터1/50rad까지 서서히 변형각을 크게 하면서 반복 가력을 실시하며, 최종적으로 한 방향으로 시험체가 파괴되거나 1/15rad를 초과할 때까지 가력을 실시한다.

그림 B.1 내력벽시험체의 구성 예시
그림 B.2 가력방법

시험체의 도리 및 토대의 수평변위 및 양단 기둥의 연직방향변위를 변위계로 계측하고 잭에 부착된 로드셀로 하중을 계측한다.    /나무신문


이 연재는 일본목재수출진흥협회가 최근 한국어로 발행한 <한국의 목구조 설계·시공자 대상, 중목구조▷설계와 시공 안내자료>를 순서에 따라 게재합니다. 나무신문 인터넷 ‘홈페이지 → 여론광장 → 자료실’에서 전문을 PDF 상태로 내려받을 수 있습니다. <편집자 주>