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건축물에서 집성재의 효과 - 건축물 성능 높이고 비용도 절감

건축물을 시공할 때 집성재를 사용하면 건축물의 디자인을 좋게 하고 성능을 높이며 비용절감의 효과가 있는 것으로 조사됐다. 미국 주택업체들의 조사결과 집성재보의 사용은 건축물의 성능을 증가시켰으며 비용을 절감한 것으로 나타났다.
또 미국의 APA(미국공학목재협회)가 미국 서부지역에서 최근 시장조사한 자료에 따르면 사이즈나 적용방법에 따라 건축물에서 단판적층재를 사용했을 때 집성재 보다 25%, 평행목재는 35% 정도 비용이 더 드는 것으로 나타나 집성재는 가장 가격 경쟁력이 높은 접착공합목재란 사실을 입증했다.

집성재 전단 값

미국에서는 APA의 EWS(Engineered Wood systems-공학목재시스템) 집성재 설계 가치를 공식적으로 인정하고 있다. 집성재 수평전단값에 대한 정확한 계산을 위해 APA와 EWS는 획기적인 수평전단보 시험을 APA연구센터에서 실시했다. 그 결과 NER-486의 수평전단값은 더글러스퍼 집성재의 경우 25% 이상, 남부 소나무는 35% 이상 증가했다. 다른 수종들도 비슷한 증가율을 보였다.(표1참고)

역(逆) 인장력
연속적으로 스팬마루보나 캔틸레버를 설치할 때 24F-V4 더글러스퍼와 같은 불균형 집성재보를 사용하는 것이 좋다. 그러나 기존의 레이업에 대한 허용 휨응력은 보의 상단에 인장력이 있을 경우 1200psi 밖에 되지 않는다.

APA는 NER-486 인증 컴퓨터 강도예측 모델을 이용해 불균형 집성재보의 역 인장력을 평가했다. 또 추가하여 24F-V4 더글러스퍼보의 상하 역방향으로 하중이 있을 때 시험을 했다. 시험결과 역 인장력값은 1200psi에서 1850psi로 50%이상 증가했다.

다른 불균형 레이업 조합에서도 유사한 결과가 나타났다. NER-486에 포함된 높아진 역 인장력 값으로 인해 불균형 레이업을 사용해 캔티레버나 연속 스팬 마루보를 설계하는 것이 더 효율적이란 설명이다.

I조이스트 프레밍 시스템의 호환성

주택 마루 시스템을 프레임할 때 I조이스트를 사용하는 기법이 널리 선호되고 있다. 또 미국의 집성재 업계는 집성재의 성능을 향상시키고 I조이스트 마루 시스템과 호환성이 높은 제품에 대한 신규 수요를 인식해 최근 질이 향상된 제품을 선 보였다. 집성재 응급 등급이 더글러스퍼의 경우 24F-1.8E에서부터 남부 소나무의 경우 30F-2.1E까지의 제품이 I조이스트 호환 가능 주택마루시스템에 사용될 수 있다.

일반 주택의 I조이스트 두께 와 호환 가능하게 하기 위해 EWS부재 제조업자들은 9-1/2인치, 11-7/8인치, 14인치, 16인치의 집성재보를 생산하고 있다. 기존의 서부 수종인 1-1/2인치 집성재와 남부 소나무의 1-3/8인치 집성재도 I조이스트의 두께와 정확히 맞출 필요가 없다면 사용 가능하다.

2×4, 2×6 치수 목재 프레임과 너비가 맞도록 하기 위해 EWS 부재 제조업자들은 3-1/2인치와 5-1/2인치 너비의 집성재를 생산하고 있다. 이런 집성재들은 EWS의 프레밍 외관 기준에 따라 분류된다.

■ 자료제공·미국임산물협회