낙엽송 육안 등급 구조재의 인장 허용응력 산출

건축물의 안전한 구조 설계를 위해서는 제재목과 같은 구조재의 올바른 설계 값이 요구된다. 이에 국립산림과학원에서는 낙엽송 육안 등급 구조재의 설계 값을 도출하기 위하여 실대재 시험을 진행하고 있다. 그 중 본 논문은 낙엽송 육안 등급 구조재의 인장 기준 허용응력 결과를 포함하고 있다. 총 960본의 낙엽송 2×4 구조재(38×89×3,600mm)에 대해 인장 시험을 실시하였다. 낙엽송 2×4 구조재를 「목재제품의 규격과 품질기준」에 따라 육안 등급한 후, 4∼6분 이내에 파괴가 일어나도록 시험을 진행하였다. 시험에 사용된 960본의 낙엽송 구조재는 1등급 526본, 2등급 218본, 3등급 125본, 등외등급 91본으로 육안 등급 구분되었다. 각 등급별 인장 응력 데이터는 침엽수 구조 용재의 허용 성질 결정 방법(KS F 2152)에 따라 기준 허용응력을 산출하는데 사용하였다. 정규분포를 이용하여 95% 신뢰 수준에서 5% 하한치를 산출하였을 때, 1등급, 2등급, 3등급에서 각각 9.75MPa, 7.47MPa, 4.81MPa로 계산되었다. 등급별 5% 하한치에 정상 하중 기간 및 안전 계수를 고려한 감소인자 0.475(KS F 2152의 표 6)를 적용하여 산출된 낙엽송 2×4 육안 등급 구조재의 기준 허용응력은 4.63MPa(1등급), 3.55MPa(2등급), 2.28MPa(3등급)이었다. 계산된 기준 허용응력은 침엽수 구조용재(KS F 3020)에 제시되어 있는 기준 허용응력에 구조용 목재의 허용 응력 조정 계수(KS F 2162)에서 치수 계수(1.5)를 곱한 기준 허용응력과 비교되었다. 그 결과 KS에 따라 산출된 낙엽송류 육안 등급 구조재의 기준 허용응력은 8.25MPa(1등급), 6.00MPa(2등급), 3.75MPa(3등급)이었으며, 본 시험 결과보다 약 40% 높게 나타났다. KS에 의해 산출된 기준 허용응력이 실험에 의해 도출된 값보다 높아 문제가 있다고 판단되었다. 따라서 구조재의 허용 성질 결정 방법에 대한 수정이나 KS에 제시된 침엽수 구조용재의 허용 응력 값에 대한 검토가 필요하다고 사료되었다.