[한국의 목조주택 설계 · 시공자를 위한] 일본 중목구조 설계와 시공 30_마지막회
[한국의 목조주택 설계 · 시공자를 위한] 일본 중목구조 설계와 시공 30_마지막회
  • 서범석 기자
  • 승인 2023.07.17 09:00
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자료제공 = 일반사단법인 일본목재수출진흥협회

(3) 평가방법
① 하중-변경각 관계
시험체에 가해진 하중과 각부 변형량으로부터 구한 전단변형각에서 아래에 따라 하중-변형각 관계를 구하고, 그것을 바탕으로 포락선을 구한다.

◎전단변형각의 산출
외관전단변형각 γ=(δ1-δ2)/H (rad)
각부의 전단변형각 θ=(δ3-δ4)/V (rad)
사실전단변형각 γ0=γ-θ (rad)
단,  δ1:보재의 수평방향변위(㎜)(변위계H1)
δ2:토대의 수평방향변위(㎜)(변위계H2)
H:변위계H1과 H2의 간 거리(㎜)
δ3:주각부의 연직방   향변위(㎜)(변위계V3)
δ4:주각부의 연직방향변위(㎜)(변위계V4)
V:변위계V3와V4 간의 거리(㎜)

◎포락선의 작성
포락선은 그림 B.3에 나타내는 것과 같이 최종 파괴시킨 측의 하중-변형각 곡선으로 작성한다. 포락선은 곡선의 가장 외측의 측정점을 연결하도록 하여 작성하여 파괴에 의해 급격히 하중이 감소한 경우나 최대하중 이후에는 하중저하부분도 포락선에 포함하는 것으로 한다.

그림 B.3 하중-변형각곡선을 기준으로 한 포락선을 잡는 방법의 예시
그림 B.3 하중-변형각곡선을 기준으로 한 포락선을 잡는 방법의 예시

② 전단강도설계값Pa의 산정
전단강도설계값Pa는 포락선을 그림 B.4에 제시하는 방법으로 완전탄소성 모델화하여 각종 특성치를 구하고, 이하의 (a)~(d)의 최소값을 구해 얻은 내력벽의 기준 전단내력 P0(kN/m)에 내구성이나 시공성을 고려한 저감계수α를 곱하여 결정한다.
P0=min(P1/120,2/3Pmax,Py,0.2Pu/Ds) (kN/m)
P1/120 : 외관전단변형각γ가 1/120rad일 때의 내력
2/3Pmax : 최대내력Pmax에 2/3를 곱한 값
Py : 하복내력
0.2Pu/Ds : 종국내력Pu에(0.2/Ds)를 곱한 값
또한 이 값들은 시험결과의 편차를 고려한 신뢰수준 75%의 50% 하한허용 한계치로 한다. 전단강도설계값 Pa는 기준 전단내력 P0에 저감계수α를 곱해서 결정한다. α는 다음 4가지 영향을 감안하여 정하며, 0.7~1.0의 범위에서 결정한다.
    Pa=P0×α (kN/m)
저감계수α로서 고려해야하는 항목:
(1) 장기적으로 사용하는 패널이나 못의 강도 저하
(2) 건설 시에 비에 젖었을 경우의 강도 저하
(3) 못의 파손 등 시공의 불균형에 관한 강도 저하 
(4)  끈기가 없는 등에 의해 공학적 판단이 필요하다고 여겨지는 경우의 강도저감

③ 전단강성K의 산정
전단강성K는, 다음 식으로 구한다. 
전단강성K=Py/ Dy(kN/m/rad)
단, Dy:항복내력시의 변형각(rad)

그림 B.4 포락선의 완전 탄소성모델화와 특성값의 산정
그림 B.4 포락선의 완전 탄소성모델화와 특성값의 산정

부록C 중목구조공법의 바닥조, 지붕내력벽의 전단시험방법·평가방법

제5장의 표 5.2, 표 5.3에 기재되어 있지 않은 방법의 바닥조, 지붕에 대해서는 부록 B와 같은 시험법을 사용해 전단강도 설계치 Pa를 구할 수 있다.
  
(1) 시험체
구조용 목질패널을 깐 바닥구면의 면내 전단시험체의 예를 그림 C.1에, 지붕구면의 면내 전단시험체의 예를 그림 C.2에 나타냈다. 내력벽 시험과 마찬가지로 실제 방법에 맞추어 목재의 수종과 단면치수, 판넬의 두께와 못의 종류, 못질 간격 등을 적절하게 시공한다.
(2)가력방법
부록B (2)와 동일하게 한다. 
(3)평가방법
부록B (3)과 동일하게 한다.   /나무신문

그림C.1 바닥구면 시험체의 구성예시 그림C.2 지붕구면 시험체의 구성예시
그림C.1 바닥구면 시험체의 구성예시
그림C.1 바닥구면 시험체의 구성예시 그림C.2 지붕구면 시험체의 구성예시
그림C.2 지붕구면 시험체의 구성예시

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>