막 구조는 형태의 다양성, 막의 가벼움과 내구성, 투광성 및 균질성 때문에 현대 건축물에 다용하게 사용되어 새로운 건축세계를 열어가고 있다. 본 논문은 대공간 건축 구조물에 주로 사용되는 유리섬유 막 재료의 역학적 특성에 대한 연구이다. 현재 주로 사용되는 건축용 막 재료의 종류에는 PVC, PVF, PVDF, PTFE, ETFE 막재들이 있다. 본 연구에서는 이러한 건축용 막재료에 대한 역학적 시험 방법을 정립하고, PTFE 코팅 유리섬유 막재에 대한 인장강도, 인열강도 및 반복하중 시험 등을 실시하여 건축용 막 재료의 역학적 특성을 분석하고자 한다.
막 구조는 형태의 다양성, 막의 가벼움과 내구성, 투광성 및 균질성 때문에 현대 건축물에 다용하게 사용되어 새로운 건축세계를 열어가고 있다. 본 논문은 대공간 건축 구조물에 주로 사용되는 유리섬유 막 재료의 역학적 특성에 대한 연구이다. 현재 주로 사용되는 건축용 막 재료의 종류에는 PVC, PVF, PVDF, PTFE, ETFE 막재들이 있다. 본 연구에서는 이러한 건축용 막재료에 대한 역학적 시험 방법을 정립하고, PTFE 코팅 유리섬유 막재에 대한 인장강도, 인열강도 및 반복하중 시험 등을 실시하여 건축용 막 재료의 역학적 특성을 분석하고자 한다.
Membrane structures are now used in various ways throughout the world with the merits of free shape, lightness, durability, sunlight transmittance and homogeneous material. The development of new membrane material opened up new possibility for the design of new building structures. Recently it was m...
Membrane structures are now used in various ways throughout the world with the merits of free shape, lightness, durability, sunlight transmittance and homogeneous material. The development of new membrane material opened up new possibility for the design of new building structures. Recently it was mainly used PVC, PVF, PVDF, PTFE, ETFE membrane for using the roofing material of membrane structures. Some problems of membrane materials have fire proofing, lack of strength, self cleaning capacity, tear resistance, durability, heat insulation, sound insulation and elasticity. For the solution of this problems, it will be tested the mechanical properties of membrane material about tensile strength, tearing resistance, etc.
Membrane structures are now used in various ways throughout the world with the merits of free shape, lightness, durability, sunlight transmittance and homogeneous material. The development of new membrane material opened up new possibility for the design of new building structures. Recently it was mainly used PVC, PVF, PVDF, PTFE, ETFE membrane for using the roofing material of membrane structures. Some problems of membrane materials have fire proofing, lack of strength, self cleaning capacity, tear resistance, durability, heat insulation, sound insulation and elasticity. For the solution of this problems, it will be tested the mechanical properties of membrane material about tensile strength, tearing resistance, etc.
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문제 정의
하중을 받는다. 반복적인 하중이 작용할시에 막재의 응력 변형도 곡선을 파악하기 위한 시험을 수행하였다. 인장내력의 80%범위 내에서 반복하중을 수행하여 반복하중에 대한 막재의 내력과 변형을 조사하였다.
이루어 져야 한다고 생각된다. 본 연구에서는 막재의 역학적 성능 중에서 가장 중요한 막재의 인장강도, 인열강도, 접합강도, 반복하중시험에 대한 역학적 특성에 대한 연구를 수행하고자 한다.
내력을 얻을 수 있다고 사료 된다. 본 연구에서는 섬유의 크리프 시험장치를 이용하여 2축 인장시험를 하는 방법을 제안 하고자 한다. 시험편의 크기는 사용되는 장비의 크기에 맞추고 게이지 길이를 표시한 기준점과 그립 사이가 200min 이상 되도록 하면서, 그립 사이의 최소 게이지 길이가 확보되어야 한다.
본 연구에서는 유리섬유 막재에 대한 1축 인장시험, 크리프 시험기에 의한 2축 인장시험을 분석 및 고찰 하고자 한다. 막재의 1축 인장시험 결과에서 유리섬유 막재의 경사방향 탄성계수는 4326.
본 연구에서는 유리섬유 막재에 대한 역학적 특성을 파악하기 위해서 1축 인장시험, 2축 인장시험' 인열시험, 접합강도 시험, 반복하중 시험을 수행 하였다.
본 연구에서는 유리섬유 막재의 인열강도 특성에 대해서 연구를 시험한 결과를 분석 및 고찰하고자 한다. 인열강도 시험은 싱글 인열법과 트레피조이드법에 의한 인열강도 시험을 수행하였다.
현존하는 국내 대공간 구조물의 막재료의 설계 및 시공의 오류로 인하여 막대한 비용을 투자하여 보수 및 보강을 하였고, 경제적인 이유로 지붕 시스템의 보강이 수행되지 않는 건물도 있다. 본 연구에서는 유리섬유 코팅 막재에 대한 인장강도, 인열강도, 접합강도, 반복하중 시험을 수행하고, 시험결과에 대한 데이터를 분석 정리하여 대공간 구조물의 설계 및 시공 시에 필요한 역학적 성능에 대한 기초적 자료를 제공하고자 한다.
제안 방법
크리프 물림 길이는 20mm로 하였다. 그리고 2축 인장 시험체의 경사방향과 위사 방향의 인장강도를 측정하였다.
결과적으로 기록계 위에서 각 시험편에 대해 하나의 하중 피크로 계산된다. 길이 및 폭 방향으로 각각 5개 시험편에 대해 평균값 및 변동계수를 측정한다. 클램프의 이동거리는 클램프 사이의 간격 25mm에서 시작과 함께 측정된다.
가하여 용융접착한다. 이러한 막재의 접착부분에 대한 용접부 접착강도 시험을 수행하였다.
이동 클램프를 100mm/분의 속도로 움직이게 한 후에 시험편의 끝부분에 표시한 점까지 인열시킨다. 인열강도 시험 시에 힘이 가해지는 방향을 따라 인열이 되는지 그리고 실이 찢어지지 않고 시험편으로부터 밀리지는 않는지 관찰한다. 시험편에서 실의 밀림이 없고 힘이 가해진 방향으로 인열이 되었다면, 이러한 인열은 정확하다고 볼 수 있다.
반복적인 하중이 작용할시에 막재의 응력 변형도 곡선을 파악하기 위한 시험을 수행하였다. 인장내력의 80%범위 내에서 반복하중을 수행하여 반복하중에 대한 막재의 내력과 변형을 조사하였다.
대상 데이터
하중은 일정한 온도와 습도에서 일정한 정하중을 시험편에 부가 한다. 1죽 크리프 시험체 시편은 폭 50mm, 길이 200mm, 클리프 물림 길이는 20mm이다. 2축 인장 시험체 시편은 2축 크리프 시험체와 동일하게 경사방향과 위사방향에 대해서 시험체 폭은 50mirv 시험체 길이는 양 방향으로 200mm로 하였고.
1죽 크리프 시험체 시편은 폭 50mm, 길이 200mm, 클리프 물림 길이는 20mm이다. 2축 인장 시험체 시편은 2축 크리프 시험체와 동일하게 경사방향과 위사방향에 대해서 시험체 폭은 50mirv 시험체 길이는 양 방향으로 200mm로 하였고. 크리프 물림 길이는 20mm로 하였다.
규정된 거리까지 인열시켜 하중을 기록한다. 시료로부터 2개의 시험편을 채취한다. 1개는 경사방향, 1개는 위사방향에서 채취해야 한다.
크램프에서 미끄러지거나 클램프 모서리에서 5mm 내에서 파단된 시험결과는 버린다. 시험실용 시료는 벌크 샘플로부터 전폭으로 lm 이상의 길이의 시험용 시료를, 각 벌크의 끝 부분에서 3m 이상 떨어진 곳에서 무작위로 채취한다. 시험편을 채취할 때는 전체 나비의 1/10 이상 떨어진 곳에서 채취한다.
데이터처리
만약 미리 자른 부위에서 인열이 발생되지 않으면 그 결과는 버린다. 길이 및 폭 방향으로 각각 5개 시험편에 대해 기록계 위에 표시된 피크의 평균 하중값을 측정한다. 결과적으로 기록계 위에서 각 시험편에 대해 하나의 하중 피크로 계산된다.
이론/모형
인열강도 시험은 싱글 인열법과 트레피조이드법에 의한 인열강도 시험을 수행하였다. 인열강도시험결과에서 싱글 인열법과 트레피조이드법에 의한 인열강도 시험의 내력 차이가 크다는 것을 알 수 있다.
성능/효과
(1) 유리섬유 막재의 인장시험 결과에서는 막재의 인장강도, 탄성계수, 신율 등에 대한 값을 구할 수 있었고, 참고문헌 5)의 결과와 비교해 볼 때 유리섬유 막재는 인장강도가 폴리에스터 막재에 비해서 인장강도가 크다는 것을 알 수 있고, 신율은 작다는 것을 알 수 있었다. 스트립법과 그래브법과의 비교에서 스트립법에 의한 결과가 변형 및 내력이 크게 나타남을 알 수 있다.
하고자 한다. 막재의 1축 인장시험 결과에서 유리섬유 막재의 경사방향 탄성계수는 4326.17 N/mm2으로 측정 되었고, 위사 방향의 탄성계수는 3808.46 N/mm으으로 측정 되 었다. 경사방향의 신율은 6.
인열강도 시험은 싱글 인열법과 트레피조이드법에 의한 인열강도 시험을 수행하였다. 인열강도시험결과에서 싱글 인열법과 트레피조이드법에 의한 인열강도 시험의 내력 차이가 크다는 것을 알 수 있다. 싱글 인열법은 막재가 전단에 의한 인열의 특성이 강하고, 트레피조이드법은 한올 한올의 인장에 의한 인열특성이 강하기 때문으로 판단된다.
후속연구
(2) 유리섬유 막재의 인열 시험결과에서는 참고문헌 6)의 폴리에스터 막재에 비해서 인열강도의 최대 최소값이 비교적 균일하게 나타나고 있어며, 싱글인열법과 트레피조이드법에 의한 인열강도의 차이가 나기 때문에 두 가지의 시험을 동시에 수행하여 인열강도를 비교할 필요가 있다고 사료된다.
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