건축 구조재로서의 목재의 특성

목재의 변형과 수분과의 관계 목재라는 건축재료는 역학적으로 불균질 재료로 취급된다. 벽돌, 콘크리트와는 달리 나무는 생물이기 때문에 획일적인 물리적 성질이 존재하지 않기 때문이다. 나무로 만든 목조건물은 하중을 받으면 휘어지거나 줄어 드는 변형이 있게된다. 시간이 지나면서 수분 함유량이 변화하여 뒤틀어지거나 갈라지는 자체 변형도 발생한다. 특히 소나무를 조종으로 하는 한국의 목재는 그 변형의 도가 더욱 심하다. 그러므로 목구조체의 완성 후에 일어 날 변형까지도 염두에 두고, 여유 있게 부재를 가공해야 한다. 그러나 문제는 변형이 일률적으로 일어나지 않는 다는 점이 있다. 변형에 대한 예측 불확실성은 완성 후에 정확한 수직이나 수평성을 보장하지 못한다. 따라서 목구조의 기법은 애초부터 불확실한 변형을 인정하는 범주에서 개발되어야 한다. 나무는 약 50%의 섬유질과 15～30%의 반섬유소, 15～30%의 리그닌, 그리고 5～30%의 기타 잔유물로 구성되는 데 리그닌은 섬유질과 섬유질로 구성된 세포들을 강력하게 접착해줌으로써 목재가 가지는 여러 가지 특성을 가능케 한다. 목재의 특성들 가운데 가장 중요한 것은 함수율이며, 함수율은 나무에 포함된 수분의 무게를 나타 내는 값으로 완전 건조한 목재 중량에 대해서 생목은 약 40～80%의 값을 보여준다. 함수율이 0～25% 정도가 되면 수분은 모두 세포벽 내에 있게 된다. 대개의 경우 25～32% 사이에 있게 되면 세포벽이 포화 상태에 이르게 되는데, 이때를 섬유포화점이라고 하고, 그 이상의 수분은 세포공 내에 자유수로 남게 된다. 목재는 섬유포화점이 될 때까지 주변환경과의 작용에서 수분을 흡수하거나 방출하게 되는데, 수분을 방출할 때 수축으로 인한 변형의 정도가 목재를 구조용재로 사용할 수 있는지 판단하는 기준이 된다.