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문제 정의
- 구조적 요구 성능을 만족하는 압축판을 대상으로 단열성능에 대한 요구 성능을 검토하였다. 0.
- 따라서 본 연구에서는 건물 내·외 바닥 슬래브의 연속성을 확보하기 위한 정착구 형성에 유리하고, 추가적인 철근배근이 요구되지 않는 압축판 적용 방법에 대하여 연구를 진행하였다.
- 따라서 본 연구에서는 국내의 공동주택 발코니로 보편적으로 사용되는 철근 콘크리트 슬래브에 적용하기 위한 열교 차단장치를 포함하는 시스템을 개발하는 과정의 일환으로 충분한 열교차단 성능과 요구내력에 부합할 수 있는 구조적 성능을 보유한 신형상의 열교 차단장치를 고안하고, 신형상의 열교 차단장치를 구성하는 주요부재의 재료 실험을 실시하여 이를 입증하고자 한다. 또한 재료 실험을 통해 확인된 기계적 물성치를 바탕으로 유한요소해석을 진행하여 주요구조부재의 최적 형상을 도출하고자 한다.
- 따라서 본 연구에서는 우선 기존 외국에서 개발된다양한 압축판에 대한 문헌조사를 수행하고, 압축판의 요구조건을 만족할 수 있는 압축판 재료를 선정하고, 재료 실험을 통하여 압축판의 구조성능을 파악한다. 이를 바탕으로 압축판 형상에 영향을 주는 해석 변수를 이용하여 유한요소 해석을 수행하여, 해석 변수와 구조성능과의 상관관계를 이용하여 최적의 압축판 형상을 고안하고자 한다.
- 따라서 본 연구에서는 국내의 공동주택 발코니로 보편적으로 사용되는 철근 콘크리트 슬래브에 적용하기 위한 열교 차단장치를 포함하는 시스템을 개발하는 과정의 일환으로 충분한 열교차단 성능과 요구내력에 부합할 수 있는 구조적 성능을 보유한 신형상의 열교 차단장치를 고안하고, 신형상의 열교 차단장치를 구성하는 주요부재의 재료 실험을 실시하여 이를 입증하고자 한다. 또한 재료 실험을 통해 확인된 기계적 물성치를 바탕으로 유한요소해석을 진행하여 주요구조부재의 최적 형상을 도출하고자 한다.
- 앞서 언급한 열교 차단장치의 압축판에 대한 구조적 요구조건에 따라, 열교현상을 최소화하여 단열성능을 확보하기 위하여 압축판은 최소의 단면적으로 구조적 안정성을 확보할 수 있어야 한다. 본 연구에서는 압축판의 최적형상을 도출하기 위해 D13 철근이 삽입된 압축판의 지름과 길이방향 곡률을 해석 변수로 하여 유한요소해석을 진행하였다.
- 본 연구에서는 열교 차단장치에 적용되는 압축판의 형상을 변수로 고강도 발현을 위한 에폭시 혼합물 압축실험결과를 토대로 유한요소해석을 통해 구조성능치와 단열성능치를 상호 만족시키는 최적형상을 결정 하는 과정과 결과를 제시하였다.
- 이 때 삽입되는 장치를 열교 차단장치라 한다. 열교 차단장치의 적용은 열교현상이 발생할 수 있는 열관류율이 높은 구조부재의 면적을 최소화하고, 그 부분에 단열 소재인 열교 차단재를 추가하여 열교현상을 최소화시키는데 그 주안점이 있다. 하지만 이와 같이 단열성능 향상을 위해 구조부재의 면적을 최소화 시키면 외력에 저항하기 위한 구조성능이 저감되는 문제점이 발생하게 된다.
- 따라서 본 연구에서는 우선 기존 외국에서 개발된다양한 압축판에 대한 문헌조사를 수행하고, 압축판의 요구조건을 만족할 수 있는 압축판 재료를 선정하고, 재료 실험을 통하여 압축판의 구조성능을 파악한다. 이를 바탕으로 압축판 형상에 영향을 주는 해석 변수를 이용하여 유한요소 해석을 수행하여, 해석 변수와 구조성능과의 상관관계를 이용하여 최적의 압축판 형상을 고안하고자 한다.
가설 설정
- 경계조건은 열교 차단장치 내에서 압축판의 실제 거동 양상을 고려하여 건물의 내부 슬래브 쪽은 고정단으로 가정한 반면, 외부 슬래브와 연결되는 면은 휨 모멘트에 의한 압축력이 작용하는 가력 지점으로 설정하였다.
- 그림 5에서 보는 바와 같이 응력-변형률의 관계가 비선형이므로, 공시체의 탄성계수(Elastic modulus)는 최대 강도의 45%에 해당하는 값과 0 점을 잇는 할선의 기울기로 가정하였다5). 압축실험을 통하여 측정된 항복강도는 원형 공시체의 경우 약 90 MPa로 측정된 반면, 각형 공시체는 약 80 MPa로 나타나 원형 공시체의 항복강도가 각형 공시체에 비하여 약 11% 상회 하는 것으로 측정되었다.
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