[목조건축 자재의 종류 및 특성] 2.3 구조용 목재의 치수
구조용 목재의 치수는 공칭치수(nominal size)와 마감치수(finished size)(또는 실제 치수(actual size))로 나눌 수 있다.
북미지역에서는 구조용재의 두께 및 나비가 공칭치수 2인치의 배수로 생산 및 유통되고 있다.
일반적으로 많이 사용되는 치수는 2"×4", 2"×6", 2"×8", 2"×10", 2"×12" 등으로서 2“가 건축자재의 기본 모듈 치수로 사용되고 있다.
이들 건축용 목재의 실제치수는 공칭치수와는 차이가 나며 이 차이는 건조 과정 중의 수축과 대패 마감 작업에 의하여 깎여 나가는 부분 등에 기인한다.
일반적으로 2” 미만의 치수는 0.25“가 줄어들고 2” 이상, 7” 이하의 치수는 0.5“가 줄어들며 7”를 초과하는 치수는 0.75“가 줄어든다.
따라서 위에서 언급된 공칭치수를 갖는 목재의 실제치수는 1.5"×3.5", 1.5"×5.5", 1.5"×7.25", 1.5"×9.25" 및 1.5"×11.25"가 된다.
북미지역에서 생산되는 구조용재의 용도별 표준 두께 및 나비(건조 및 생재치수)는 표 1과 같다.
표 1에서 건조치수는 함수율이 19% 이하인 목재의 치수를 의미하며 생재치수는 함수율이 19%를 초과하는 목재의 치수를 의미한다.
두께와 나비가 5“ 이상인 구조재의 경우에는 너무 두껍기 때문에 건조가 어렵고 건조 시에 결함의 발생율이 높기 때문에 일반적으로 건조되지 않은 생재들이 생산 및 유통되고 있다.
공칭치수는 원래는 제재치수의 의미를 가지고 있었으나 점차 목재건조 및 가공기술이 발달하고 목공기게의 정밀도가 증가하면서 최종 마감치수를 얻기 위하여 꼭 공칭치수로 제재할 필요가 없어졌다.
따라서 현재는 공칭치수에서 제재치수의 의미는 전혀 없어졌으며 다만 부르기 편한 치수라는 의미만이 남아있게 되었다.
따라서 최종 마감치수를 얻기 위한 제재치수의 값은 전적으로 생산업체의 자율에 의하여 결정되는 것이며 다만 요구되는 최종 마감치수만 얻을 수 있다면 품질인증에는 전혀 문제가 없다.
표 1 북미지역에서 생산되는 구조용재의 표준 치수 (단위: 인치)
| 구분 |
두께 |
나비 |
| 공칭치수 |
최소마감치수 |
공칭치수 |
최소마감치수 |
| 건조치수 |
생재치수 |
건조치수 |
생재치수 |
| 널판재 |
1
1-1/4
1-1/2 |
3/4
1
1-1/4 |
25/32
1-1/32
1-9/32 |
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
14
16 |
1-1/2
2-1/2
3-1/2
4-1/2
5-1/2
6-1/2
7-1/4
8-1/4
9-1/4
10-1/4
11-1/4
13-1/4
15-1/4 |
1-9/16
2-9/16
3-9/16
4-5/8
5-5/8
6-5/8
7-1/2
8-1/2
9-1/2
10-1/2
11-1/2
13-1/2
15-1/2 |
| 규격재 |
2
2-1/2
3
3-1/2
4
4-1/2 |
1-1/2
2
2-1/2
3
3-1/2
4 |
1-9/16
2-1/16
2-9/16
3-1/16
3-9/16
4-9/16 |
2
3
4
5
6
8
10
12
14
16 |
1-1/2
2-1/2
3-1/2
4-1/2
5-1/2
7-1/4
9-1/4
11-1/4
13-1/4
15-1/4 |
1-9/16
2-9/16
3-9/16
4-5/8
5-5/8
7-1/2
9-1/2
11-1/2
13-1/2
15-1/2 |
| 구조재 |
5이상 |
- |
1/2감소 |
5이상 |
- |
1/2감소 |
일반적으로 시장에서 유통되는 치수 이외의 치수가 전혀 사용 불가능한 것은 아니며 다만 일반적으로 유통되는 치수가 아니기 때문에 특별히 주문하여야 하고 이 경우에는 경비가 상승된다는 사실을 감안하여야 한다.
우리나라의 경우에는 공칭치수의 개념이 KS F 1519(목재의 제재치수) 규격에는 전혀 포함되어 있지 않으나 새로 제정된 KS F 3020(침엽수 구조용재) 규격에는 포함되어 있다.
목재의 이용에서는 목재의 건조 수축과 마감 작업에 의한 치수의 감소가 고려되어야 하며 모든 건조 목재의 사용은 제재치수보다 최종 마감치수에 근거하여 결정되어야 할 것이다.
KS F 3020에서 규정된 침엽수 구조용재의 표준 치수는 표 2와같다.
구조용 집성재의 경우에는 대부분 구조용 목재를 두께 방향으로 적층하여 제조되고 있다.
따라서 구조용 집성재의 치수는 구조용 목재의 치수에 영향을 받으며 그 나비는 구조용재의 나비를 그대로 사용하고 두께는 구조용재의 두께(일반적으로 1.5“)에 적층수를 곱한 것과 같은 값이 될 것이다.
다만 집성재는 제조 후에 측면으로 빠져 나온 접착제를 제거하기 위하여 대패작업을 하기 때문에 이 때 깎여나가는 부분으로 인하여 일반 구조용재의 나비보다는 치수가 작아진다.
나비가 마감치수로 3.5“ 이상이고 6.5” 이하인 경우에는 마감치수에서 ⅜“가 줄어들며 그이상인 경우에는 마감치수에서 ½”가 줄어든다.
만곡집성재의 경우에는 만곡부의 가공을 쉽게 하기 위하여 층재의 두께를 구조용재의 두께보다 얇게 사용하며 만곡부의 곡율이 클수록 더 얇은 층재를 사용하여야 한다.
직선형인 구조용 집성재의 일반적 치수의 예는 표 3과 같다.
표 2 KS F 3020의 침엽수 구조용재 표준 치수 (단위:mm)
| 재종구분 |
두께 |
나비 |
| 공칭치수 |
마감치수 |
공칭치수 |
마감치수 |
| 건조(1) |
생재(1) |
건조(1) |
생재(1) |
1종구조재
(규격재) |
50
75
100 |
38
64
89 |
40
65
90 |
50
75
100
125
150
200
250
300 |
38
64
89
114
140
184
235
286 |
40
65
90
117
143
190
241
292 |
2종구조재
(보재) |
125 |
- |
112 |
200
250
300 |
-
-
- |
187
237
287 |
| 150 |
- |
137 |
250
300 |
-
- |
237
287 |
| 200 |
- |
187 |
300 |
- |
287 |
3종구조재
(기둥재) |
125 |
- |
112 |
125
150 |
-
- |
112
137 |
| 150 |
- |
137 |
150
200 |
-
- |
137
187 |
| 200 |
- |
187 |
200
250 |
-
- |
187
237 |
| 250 |
- |
237 |
250
300 |
-
- |
237
287 |
| 300 |
- |
287 |
300 |
- |
287 |
표 3은 구조용 집성재의 일부를 나타내는 예이고 두께는 원하는 대로 1.5“의 배수로 제조될 수 있다.
나비는 구조용재의 나비와는 무관하지만 2.5”, 3“ 및 5”의 제품도 제조되고 있으며 8-¾“, 10-¾” 및 12-¼“의 제품들도 생산되고 있다.
위의 집성재 치수는 북미의 북서부지역에서 생산되는 수종에 대한 치수이고 남부 소나무를 이용한 집성재의 경우에는 치수가 달라지므로 사용되는 수종에 따른 정확한 치수 정보를 알고 있어야 할 것이다.
표 3 직선형 구조용 집성재의 치수 (단위: 인치)
| 나비 |
두께 |
|
나비 |
두께 |
|
나비 |
두께 |
| 3-⅛ |
6
7-1/2
9
10-1/2
12
13-1/2
15
16-1/2
18
19-1/2
21
22-1/2
24 |
|
5-1/8 |
6
7-1/2
9
10-1/2
12
13-1/2
15
16-1/2
18
19-1/2
21
22-1/2
24
25-1/2
27
28-1/2
30
31-1/2 |
|
6-3/4 |
7-1/2
9
10-1/2
12
13-1/2
15
16-1/2
18
19-1/2
21
22-1/2
24
25-1/2
27
28-1/2
30
31-1/2
33 |
KS 3021(구조용 집성재)에서는 구조용 집성재의 표준 두께 및 나비를 표 4 및 5와 같이 정하고 있다.
일반적으로 직선형 집성재는 공칭치수로 50mm 두께의 층재를 38mm 또는 35mm로 마감하여 사용하고 만곡집성재의 경우에는 공칭치수로 25mm 두께의 층재를 19mm로 마감하여 사용한다.
집성재의 두께는 층재의 마감두께에 적층수를 곱하여 계산한다. 표 4와 5의 집성재 치수는 예로서 반드시 지켜야 되는 규정은 아니며 자세한 치수는 수요자와 제조업체 사이에 정하여 생산할 수 있다.
표 4. KS F 3021의 구조용 집성재에 대한 표준 두께 (단위:mm)
| 적층수 |
집성재의 두께 |
공칭 25mm 층재
|
공칭 50mm 층재 |
38mm 마감
|
35mm 마감
|
4
5
6
7
8
1씩증가 |
76
95
114
133
152
19×적층수 |
152
190
228
266
304
38×적층수 |
140
175
210
245
280
35×적층수 |
표 5. KS F 3021의 구조용 집성재에 대한 표준 나비 (단위:mm)
| 공칭치수 |
75 |
100 |
150 |
200 |
200 |
300 |
350 |
400 |
| 실제 마감치수 |
54 |
79 |
130 |
171 |
171 |
273 |
311 |
362 |
장상식 교수 제공
충남대학교 임산공학과