목재에 고정

Aug 04, 2023

로버트 레이히티(Robert Leichti) 박사 작은 직경의 못과 나사(예: 6mm[0.23인치] 미만)는 목재 프레임 구조의 성능에 필수적입니다. 이러한 패스너(그림 1)는 다음에서 중요한 역할을 합니다.

캐나다 국가 건축법(NBC)은 일반적인 목재 프레임 구조 고정에 대한 규정 지침을 제공합니다. 동시에 캐나다 표준 협회(CSA) O86-09, 목재 엔지니어링 설계는 엔지니어링 설계를 위한 합리적인 역학 기반 분석 방법을 제공합니다. 이 두 리소스 모두 작은 직경의 구동 패스너에 대한 참조 사양으로 CSA B111, Wire Nails, Spikes 및 Staples를 사용합니다. 해당 표준은 1974년에 처음 승인되었으며 최근 2003년에 재확인되었지만 업데이트되지 않았습니다. 결과적으로 CSA B111은 드리븐 패스너에 대한 유용한 지침이었지만 1970년대 초반 이후 발생한 많은 변화를 반영하지 못했습니다. 여기에는 함께 설치되도록 설계된 파워 네일러 및 패스너의 일반적인 사용, 화학적 목재 처리의 수정, 해당 화학 물질과 관련된 부식 조건 및 부식 방지 코팅이 포함됩니다. 이제 CSA B111이 철회되어 NBC와 CSA O86-09가 손톱에 대한 참조 표준 없이 남았습니다.

CSA O86-09에서는 목재 건축용 나사가 미국 기계 공학회(ASME) B18.6.1, 목재 나사(인치 시리즈) 및 ASME B18.2.1, 정사각형, 육각형, 무거운 육각형 및 비스듬한 머리 볼트에 따라 지정됩니다. 육각형, 무거운 육각형, 육각형 플랜지, 로브형 머리 및 래그 나사(인치 시리즈). 이러한 표준은 최신이며 정기적으로 재확인되었습니다. 이제 표준 목재 및 래그 나사보다 더 효율적인 많은 독점 목재 나사를 사용할 수 있습니다. 그러나 독점 나사가 반드시 ASME 표준을 준수하는 것은 아닙니다.

화스너 표준과 제품 자체는 물론 부식 환경과 목재 재질도 변화하고 있습니다. 구조용 복합재(SCL), 목재 구조 패널(WSP) 및 목재 I-장선과 같은 공학 목재 제품(EWP)은 현대 경량 프레임 건축의 전형입니다. 이러한 재료를 고정하려면 연결이 설계된 대로 작동하도록 기본 사항에 주의를 기울여야 합니다. 중요한 문제는 EWP와의 연결 설계에서 정확한 비중(즉, 상대 밀도)을 사용하는 것입니다.

마지막으로, 부패를 방지하기 위한 목재 처리 화학물질의 제형은 지난 10년 동안 큰 변화를 겪었습니다. 이러한 변화는 특정 제제의 인체 독성과 규제 위협으로 인해 발생했습니다. 새롭고 일반적인 목재 처리 화학물질은 이전 처리 화학물질보다 금속 패스너에 대한 부식 환경을 더욱 악화시킵니다. 두꺼운 아연 도금, 차단 코팅과 결합된 아연 도금 및 스테인리스강은 내식성을 위한 솔루션이지만 성능 요구 사항을 충족하려면 올바른 패스너 사양이 중요합니다.

이 기사의 목적은 철회된 CSA B111에 대한 권장 사항을 제공하고 독점 목재 나사를 인식하며 설계 및 패스너 사양 중 상대 밀도와 내식성의 중요성을 높이는 것입니다.

작은 직경의 연결 디자인작은 직경의 고정을 위한 코드 및 참조 표준인 NBC 및 CSA O86-09의 개요가 그림 2에 나와 있습니다. NBC 표는 규정적인 고정 요구 사항에 대한 지침을 제공하고 CSA O86-09 섹션은 공학 목재 설계에 대한 분석을 간략하게 설명합니다.

작은 직경의 패스너에 대한 일반적인 연결 설계에는 일부 못과 나사에 대한 인출 저항, 측면(전단) 저항 및 헤드 풀스루에 대한 분석이 포함됩니다(그림 3). NBC 규정적 고정 일정은 해당 CSA O86-09 섹션의 세부 사항에 나와 있는 명시되지 않은 요구 사항을 기반으로 합니다(그림 4). 예를 들어, 계산된 속성과 규정된 고정 일정은 다음을 가정합니다.

기타 요구 사항은 NBC 및 CSA O86-09의 해당 섹션에서 확인할 수 있습니다.

측면 하중 연결에 대한 엔지니어링 분석을 수행하려면 설계 전문가가 일반적으로 다양한 항복 메커니즘과 관련된 '항복 한계 방정식'이라고 하는 일련의 방정식을 풀어야 합니다. 제어 메커니즘은 목재가 변형되거나 패스너가 강하게 회전하거나 일부 목재가 분쇄되면서 패스너가 구부러지는 것일 수 있습니다. 방정식은 엔지니어링 역학을 기반으로 하며 다음과 같은 변수를 포함합니다.