철골구조 공장 주각부의 접합형태(핀 접합과 강접합)에 따른 효율성 연구 -창원공단을 중심으로- : 창원공단을 중심으로 A study on efficiency of base plate types of steel factory structures -Focused on Changwon industrial complex-원문보기
연구 수행과정에서 중․소형 철골공장의 설계 시 주각부의 접합방식을 어떠한 접합형식으로 구조 계획하는 것이 최소물량의 경제적인 계획이 될 수 있는지를 제시하고자 하였으며, 특히 일반적으로 공장건축에서 가장 많이 적용되는 주각부 PIN접합과 Fix접합에 대해 분석하여 초기 구조계획 시 보다 경제적인 접합방식을 결정하도록 제시하였다. 본 논문에서 검토한 결과 다음과 같은 내용을 알 수 있었다. 1) 설계하중(지배하중은 풍하중)에 근거하여 철골공장 기둥 주각부의 접합형식을 FIX접합으로 설계할 경우 상부 기둥 부재는 전단력이 증가하고 축력과 ...
연구 수행과정에서 중․소형 철골공장의 설계 시 주각부의 접합방식을 어떠한 접합형식으로 구조 계획하는 것이 최소물량의 경제적인 계획이 될 수 있는지를 제시하고자 하였으며, 특히 일반적으로 공장건축에서 가장 많이 적용되는 주각부 PIN접합과 Fix접합에 대해 분석하여 초기 구조계획 시 보다 경제적인 접합방식을 결정하도록 제시하였다. 본 논문에서 검토한 결과 다음과 같은 내용을 알 수 있었다. 1) 설계하중(지배하중은 풍하중)에 근거하여 철골공장 기둥 주각부의 접합형식을 FIX접합으로 설계할 경우 상부 기둥 부재는 전단력이 증가하고 축력과 모멘트는 감소하는 것으로 나타났으며, 보 부재는 축력이 증가하고 모멘트와 전단력 감소하는 것으로 나타나 전체 상부 철골 부재의 규격이 작게 설계되고 물량이 감소하는 반면 주각부에 모멘트가 발생되어 기초의 규격이 크게 설계되고 기초철근과 콘크리트물량이 증가하는 것으로 나타났다. 2) 주각부 접합형식별 연구 모듈에서 산정되어진 기초 철근콘크리트 물량 증가율과 상부 철골물량 감소율에 따라 기초와 상부 철골구조물 자재비용을 비교해보면, 연구 유형(총 18유형) 중 12가지 유형(L=15.0m의 경우 H=10.0m, 12.0m, L=20.0m의 경우 H=10.0m, 12.0m, L=25.0m의 경우 H=10.0m, 12.0m)에서 주각부의 접합방식을 FIX접합으로 설계할 경우 PIN접합으로 설계할 때 보다 경제적인 면에서 불리(①크레인하중 無 : 비용 대비 102～109%, ②크레인하중 有 : 비용 대비 101～108%)한 것으로 나타났다. 그러나 연구 모듈의 전반적인 자재비용 대비 율을 보면 스팬(L=15.0m, 20.0m, 25.0m)과 처마높이(H=10.0m, 12.0m, 15.0m)가 크게 변화할수록 자재비용의 대비 율 폭이 감소하는 것을 볼 수 있고, 처마높이가 15.0M 이상인 유형에서는 폭 방향 스팬의 길이에 상관없이 대상 유형 3가지(L=15.0m의 경우 H=15.0m, L=20.0m의 경우 H=15.0m, L=25.0m의 경우 H=15.0m) 모두에서 주각부 접합이 FIX접합일 경우 PIN접합 일 때 보다 경제적인 면에서 다소 유리(①크레인하중 無 : 비용대비 96～97%, ②크레인하중 有 : 비용대비 96～97%)하게 나타났다. 3) 본 연구대상 모듈의 경우 자재비용에 따른 경제적인 면에서 볼 때 처마높이가 15.0m미만(H=10.0～12.0m)인 유형에서는 폭 방향의 스팬 변화(L=15.0～25.0m)에 관계없이 주각부의 접합형식을 Pin접합으로 설계하는 것이 Fix접합으로 설계하는 것보다 유리하고, 처마높이가 15.0m이상인 유형에서는 주각부의 접합형식을 Fix접합으로 설계하는 것이 유리한 것으로 검토되었다. 4) 경제적인 면에서 Fix접합이 Pin접하 보다 유리한 것으로 검토되어진 모듈(처마높이가 15.0m이상인 유형)의 경우 주요자재 중 비용을 가장 많이 차지하는 강재와 콘크리트에 대한 단가(2011년 4월 기준: 61,140원) 비율이 5.91%로서, 두 자재의 단가 손익분기 비율인 7.3% 이하인 것으로 검토되었고, 단가의 비율이 손익분기점인 7.3% 이상인 경우에는 Fix접합이 Pin접합보다 불리할 것으로 검토되었다. 5) 본 논문에서 정한 여러 검토 조건(폭방향 스팬 변화, 크레인 하중 작용 유․무, 처마높이 변화)중 폭 방향 스팬(L=15.0～25.0m)의 변화와 크레인 하중(10tf)의 작용 여부는 경제적인 측면에 영향을 미치지 않는 것으로 검토되었고, 외력(지배하중 : 풍하중)에 가장 많이 영향을 받는 처마높이의 변화가 가장 주요한 요인으로 작용한 것으로 검토되었다.
연구 수행과정에서 중․소형 철골공장의 설계 시 주각부의 접합방식을 어떠한 접합형식으로 구조 계획하는 것이 최소물량의 경제적인 계획이 될 수 있는지를 제시하고자 하였으며, 특히 일반적으로 공장건축에서 가장 많이 적용되는 주각부 PIN접합과 Fix접합에 대해 분석하여 초기 구조계획 시 보다 경제적인 접합방식을 결정하도록 제시하였다. 본 논문에서 검토한 결과 다음과 같은 내용을 알 수 있었다. 1) 설계하중(지배하중은 풍하중)에 근거하여 철골공장 기둥 주각부의 접합형식을 FIX접합으로 설계할 경우 상부 기둥 부재는 전단력이 증가하고 축력과 모멘트는 감소하는 것으로 나타났으며, 보 부재는 축력이 증가하고 모멘트와 전단력 감소하는 것으로 나타나 전체 상부 철골 부재의 규격이 작게 설계되고 물량이 감소하는 반면 주각부에 모멘트가 발생되어 기초의 규격이 크게 설계되고 기초철근과 콘크리트물량이 증가하는 것으로 나타났다. 2) 주각부 접합형식별 연구 모듈에서 산정되어진 기초 철근콘크리트 물량 증가율과 상부 철골물량 감소율에 따라 기초와 상부 철골구조물 자재비용을 비교해보면, 연구 유형(총 18유형) 중 12가지 유형(L=15.0m의 경우 H=10.0m, 12.0m, L=20.0m의 경우 H=10.0m, 12.0m, L=25.0m의 경우 H=10.0m, 12.0m)에서 주각부의 접합방식을 FIX접합으로 설계할 경우 PIN접합으로 설계할 때 보다 경제적인 면에서 불리(①크레인하중 無 : 비용 대비 102～109%, ②크레인하중 有 : 비용 대비 101～108%)한 것으로 나타났다. 그러나 연구 모듈의 전반적인 자재비용 대비 율을 보면 스팬(L=15.0m, 20.0m, 25.0m)과 처마높이(H=10.0m, 12.0m, 15.0m)가 크게 변화할수록 자재비용의 대비 율 폭이 감소하는 것을 볼 수 있고, 처마높이가 15.0M 이상인 유형에서는 폭 방향 스팬의 길이에 상관없이 대상 유형 3가지(L=15.0m의 경우 H=15.0m, L=20.0m의 경우 H=15.0m, L=25.0m의 경우 H=15.0m) 모두에서 주각부 접합이 FIX접합일 경우 PIN접합 일 때 보다 경제적인 면에서 다소 유리(①크레인하중 無 : 비용대비 96～97%, ②크레인하중 有 : 비용대비 96～97%)하게 나타났다. 3) 본 연구대상 모듈의 경우 자재비용에 따른 경제적인 면에서 볼 때 처마높이가 15.0m미만(H=10.0～12.0m)인 유형에서는 폭 방향의 스팬 변화(L=15.0～25.0m)에 관계없이 주각부의 접합형식을 Pin접합으로 설계하는 것이 Fix접합으로 설계하는 것보다 유리하고, 처마높이가 15.0m이상인 유형에서는 주각부의 접합형식을 Fix접합으로 설계하는 것이 유리한 것으로 검토되었다. 4) 경제적인 면에서 Fix접합이 Pin접하 보다 유리한 것으로 검토되어진 모듈(처마높이가 15.0m이상인 유형)의 경우 주요자재 중 비용을 가장 많이 차지하는 강재와 콘크리트에 대한 단가(2011년 4월 기준: 61,140원) 비율이 5.91%로서, 두 자재의 단가 손익분기 비율인 7.3% 이하인 것으로 검토되었고, 단가의 비율이 손익분기점인 7.3% 이상인 경우에는 Fix접합이 Pin접합보다 불리할 것으로 검토되었다. 5) 본 논문에서 정한 여러 검토 조건(폭방향 스팬 변화, 크레인 하중 작용 유․무, 처마높이 변화)중 폭 방향 스팬(L=15.0～25.0m)의 변화와 크레인 하중(10tf)의 작용 여부는 경제적인 측면에 영향을 미치지 않는 것으로 검토되었고, 외력(지배하중 : 풍하중)에 가장 많이 영향을 받는 처마높이의 변화가 가장 주요한 요인으로 작용한 것으로 검토되었다.
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