구조재(Dimension Lumber)

구조재(Dimension Lumber)   구조재-건축물의 골격(조)을 구성하는 목재 * 목재의 일반적인 성질  ① 열전도율이 낮고 절연, 흡음 물질  ② 향기나는 휘발성, 아름답고 따뜻한 느낌(심리 치료)  ③ 함수율 : (결합수+자유수)-자유수=섬유포화점(30%)  ④ 친환경적이며 생산 및 폐기 비용이 저렴하다.  ⑤ 색깔 : 변재는 담황색, 흰색에 가깝고, 심재는 짙은 갈색, 붉은색                청변은 곰팡이로 구조적 영향은 없고, 전염성도 극히 적다.        * 구조재로 사용되는 침엽수재(softwood)의 성질  ① 곧게 자라고, 생산량이 많음(가격이 저렴)  ② 구조적 변형이 적음  ③ 비강도가 강하다.  ④ 작업이 쉽다.(못질, 톱질)  ⑤ 품질을 떨어뜨리지 않고 건조가 용이 ※ 활엽수재(hardwood)는 내외장재로 많이 사용 * 목조 주택 Framing용 구조재 : Douglas-Fir, Hem-Fir, SPF(0.45kg/ft)  ① 등급 : 규격 경량 골조용 / NO. 2 & Better  ② 수종 : SPF, Douglas-Fir, Hem-Fir    - SPF : Spruce(가문비나무), Pine(소나무), Fir(전나무)의 수종들이 섞여 있는 수종 그룹  ③ 상태    - S-GRN(생재)    - S-DRY(SKIN DRY)자연건조: 실외에서 자연적으로 건조시키는 방법이다.(18% 이하)    - KD(kiln Dry) 인공건조: 적당한 온도, 습도가 되도록 조절하여 목재를 건조 하는것을 말한다.                                           수입된 구조목은 함수율은 대부분 15%이하가 된다.    - S4S (Surfaced Four Sides) : 4면이 대패가 되어 있는것을 말한다.    - SE (Square Edge) : 모서리 4각이 살아있는 것을 말한다.  ④ 공칭 규격 및 실치수 공칭 규격(inch) 실 치 수(inch) mm환산 주 용 도 비   고 2×4 1-1/2×3-1/2 38×89  스터드,  플레이트  KD 15%, S4S  8~20ft (2ft 단위)  (STUD용:92-5/8") 2×6 1-1/2×5-1/2 38×140 2×8 1-1/2×7-1/4 38×184 장선,서까래,   해더  KD 15%, S4S  길이 : 8~20ft (2ft 단위) 2×10 1-1/2×9-1/4 38×235 2×12 1-1/2×11-1/4 38×286 노출보, 해더     → 2" X 4" / 2" X 6" : 8ft는 스터드로 주로 사용     → 2" X 8" / 2" X 10" / 2" X 12" : 장선 및 서까래로 주로 사용                (바닥장선용) (수축 때문에 권장하지 않는다.)   * 목재건조 장점  ① S-GRN(생재)를 건조처리하여 S-DRY(건조재)되면 최대 3배정도 강도가 증가된다.(밀도 증가)  ② 썩음 및 변색(Blue Stain)방지(방부효과)  ③ 비중이 적어진다.(가볍다)  ④ 치수안정성, 휨 또는 비틀림 현상 적음  ⑤ 못과 철물의 유지력 증가  ⑥ 접착성 및 도장성 강함  ⑦ 열전도성 감소시켜 단열효과 증대     * 등급 구분                                                육안등급                                                  기계등급   규격재(Dimension Lumber)-2"~4" X 2"이상                             구조 경량 골조용 (Structural Light Framing) (2~4 X 2~4)   스터드 용 (Stud) (2~4 X 2~6 X 10'이하)   경량 골조용  (Light Framing) (2~4 X 2~4)   구조 수평 부재용 (Structural Joist & Plank) (2~4 X 5~16)                 SEL STR(SELECT STRUCTURAL) NO. 1 NO. 2 NO. 3 STUD(2X4, 2X6) CONST(CONSTRUCTION) STAND(STANDARD & BETTER) UTIL(UILITY) SEL STR(SELECT STRUCTURAL) NO. 1 NO. 2 NO. 3 ※ SPF 구조재의 등급은 일반적으로 NLGA(National Lumber Grades Authority)의 규정에 의하여 결정됨.    (한국 산업규격 : 수직부재 3등급이상, 수평부재 2등급이상 사용)  J grade Japan grade 로서 wane(피죽)이 없어 외양상으로 우수하다.  2 & Btr 영구적인 건축 구조재로 사용된다.  Utility 일시적이거나 비영구적인 건설물의 각재로 사용된다.  Economy 가장 낮은 등급으로 팔레트, concrete form, 포장재등에 사용되며 가격이 저렴 ※ NLGA Boards - NLGA Light Framing     " No. 2 " - Structural Grade NLGA (National Lumber Grades Authority) Standard Grading Rules for Canadian Lumber  ( 2001.1 editions)   ※ 건조에 따른 목재변화(등급결정 요인)  ① Splits(할열) : 섬유방향으로 갈라지는 것, 폭의1.5배 길이까지 허용한다.  ② Shake(윤할) : 나이테 방향으로 터지는 것  ③ Knots (옹이) : 일률적으로 잘 분포된 옹이는 일정 Size를 초과하지 않을 경우 허용된다.(유•무절)  ④ Warping(뒤틀림) : 휘거나 비틀리는 등의 기형으로 변형 되는 것     - Cup(너비굽음) : 판재가 너비 방향으로 휜 것, 수피 뱡향으로 오목해 진다.     - Bow(길이굽음) : 길이 방향으로 휜 것     - Crook(측면굽음) : 판재의 측면이 길이 뱡향으로 휜 것     - Twist(비틀림) : 목재의 각 부위의 수축율이 다르기 때문에 생김     - 다이아몬딩 : 각재의 횡단면이 마름모꼴로 변형되는 것  ⑤ 찌그럼짐 : 급한 건조에 따라 물의장력에 의해 세포의 일부가 납작하게 되는것  ⑥ 표면경화 : 건조 초기에 표층에는 인장, 내층에는 압축응력이 나타나고 건조가 계속되어 내부는                     수축하게 되면 내층은 인장, 외층은 압축이 된다. [구조재 결함]   [목재 횡단면 및 목리방향]       T : 접선방향    R : 방사방향    L : 섬유방향                  a : 정목판재    b : 수 판재     c : 판목판재 ※ 목재의 수축율 : 접선방향(100)>방사방향(60)>섬유방향(4)  ※ 판 재(공칭 두께가 1인치 이하 규격재)  ① fascia, jamb ,trim, casing, 인테리어 등의 마감재로 이용  ② Douglas-Fir, Hem-Fir, SPF, WRC  ③ 공칭규격 및 실치수 공칭규격(inch) 실 치 수(inch) mm환산 주 용 도 비  고 1×4 3/4×3-1/2 19×89 몰딩, 잼보드  KD 15%, S4S, S3S(WRC)  길이 : 12~14ft (2ft 단위)      1×6 3/4×5-1/2 19×140 잼보드 1×8 3/4×7-1/4 19×184 1×10 3/4×9-1/4 19×235 인테리어용 1×12 3/4×11-1/4 19×286 ※ 공학목재 : 목재 스트랜드(wood strands), 단판(veneers), 제재목(lumber) 또는 여러 형태의                     목재섬유(wood fiber)를 접착시켜 구조용 목질 복합 재료로 제조품(공학목재편 참고)  ① Plywood, OSB, 글루램, I-JOIST, LVL, PSL, LSL  ② 강도 우수, 화재강화, 미적우수 : 목재결점 보완, 함수율 통제를 통해 완성된다.