[논문]조적공사시 개구부상단 인방보용 강재구조물에 관한 실험적 연구

김영춘; 정현옥; 송창섭

문제 정의

본 논문에서는 이러한 문제점을 해결하기 위해 건축공사 중 아파트내부 칸막이 벽체로 많이 사용되고 있는 반매(0.5B)쌓기 시멘트벽돌 시공시 문틀 상부의 시멘트벽돌을 안전하게 시공할 수 있도록 강재구조물 인방보에 대한 형상을 제안하고 실험을 통해 적용가능성을 검증해 보고자 한다.

제안 방법

15mm 철선을 상부는 1개, 하부는 2개 그리고 철선을 일체화하는 중간 연결재는 200mm 간격으로 설치하여 입체 삼각기둥 형상을 디자인 하였다. 또한 연결재는 제작비용을 고려하여 두께 4mm와 6mm 두가지 타입의 철판으로 제작하여 인방보용 강재구조물을 실험하였다.
본 실험연구에서는 강재구조물 인방보의 구조성능을 검증하기 위하여 2점 가력 휨실험을 실시하였다. 실험체는 아파트 내부 조적 작업시 가장 많이 적용되는 지간거리 L=800mm 및 L=1000mm에 대하여 가장 취약한 부분으로 판단되는 연결재를 변수로 하여 계획하였다.
따라서 무거운 자재는 기계화하여 인력작업을 지양해야 하며, 인력작업에 의해 시공되는 자재는 중량을 최소화함으로써 작업자가 안전하게 시공할 수 있도록 자재와 작업방법을 개선해 나가야 한다. 상기실험은 아파트 내부칸막이 시공중 시멘트벽돌 반매(0.5B) 쌓기시 문틀 상부에 시공되는 인방보를 기준으로 실험하였다. 실험결과를 바탕으로 강재인방보에 8.
시멘트벽돌 반매(0.5B)쌓기의 시공형상을 고려하여 8.15mm 철선을 상부는 1개, 하부는 2개 그리고 철선을 일체화하는 중간 연결재는 200mm 간격으로 설치하여 입체 삼각기둥 형상을 디자인 하였다. 또한 연결재는 제작비용을 고려하여 두께 4mm와 6mm 두가지 타입의 철판으로 제작하여 인방보용 강재구조물을 실험하였다.
연결재는 두께 4mm의 철판과 6mm 철판 두 가지 종류로 하였으며, 상·하부재와 접합부의 용접량에 따른 내력증감 여부를 검토하기 위하여 접합부 부분을 점 용접한 실험체 외에 접합부 부분을 둘레 용접한 실험체를 추가로 계획하였다.

대상 데이터

본 실험연구에서는 강재구조물 인방보의 구조성능을 검증하기 위하여 2점 가력 휨실험을 실시하였다. 실험체는 아파트 내부 조적 작업시 가장 많이 적용되는 지간거리 L=800mm 및 L=1000mm에 대하여 가장 취약한 부분으로 판단되는 연결재를 변수로 하여 계획하였다. 연결재는 두께 4mm의 철판과 6mm 철판 두 가지 종류로 하였으며, 상·하부재와 접합부의 용접량에 따른 내력증감 여부를 검토하기 위하여 접합부 부분을 점 용접한 실험체 외에 접합부 부분을 둘레 용접한 실험체를 추가로 계획하였다.

성능/효과

동일한 경간에 대하여 연결재의 두께 차이에 따라 약 33% 정도의 내력 차이가 발생하였으며, 동일한 두께의 연결재를 가진 실험체에서도 점용접과 둘레용접의 차이에 따라 약 45%의 내력차이가 발생하여 연결재의 종류 및 연결재의 용접량이 전체 내력에 영향을 주었다. 자세한 실험결과는 <표 2>에 있으며, 실험결과 그래프는 [그림 10]에 나타내었다.
따라서, 적절한 두께의 연결재를 사용하고, 약 5∼10mm 정도의 치올림(camber)을 두고 철재 인방보를 제작할 경우 하중에 대한 안전성 및 처짐의 제어가 가능할 것으로 판단되며, 상기 인방보 강재구조물을 아파트 내부칸막이 조적공사에 효과적으로 사용할 수 있을 것으로 판단된다.
38kN 이다. 상기의 지간 L=800mm인 실험체의 실험결과를 바탕으로 강재 인방의 적용성을 검토해 보면, 각 실험체의 최대하중을 처짐이 20mm 발생시로 가정하였을 경우 모멘트에 대한 안전율은 4.0t 연결재가 적용된 경우 2.32, 6.0t 연결재가 적용된 경우 3.13 정도로 일반적인 가설 휨부재의 안전율 2.0보다 높게 나타났다. 전단에 대한 안전율은 1.
실험결과 모든 실험체에서 하중이 증가함에 따라 변위가 증가하는 형태의 거동을 일으켰으며 하중이 증가할수록 강성은 점차 감소하였다. 특별히 부재의 일부가 항복하는 형태의 거동은 발생하지 않았으며, 실험체의 변형형태는 전단변형 위주로 발생하였다.
5B) 쌓기시 문틀 상부에 시공되는 인방보를 기준으로 실험하였다. 실험결과를 바탕으로 강재인방보에 8.0mm 치올림(camber)을 두고 실물실험을 한 결과 만족할만한 결과가 나왔다.
0t 연결부재가 적용된 경우는 충분한 안전율을 확보하였다. 예상되는 변형량은 4.0t 연결재가 적용된 경우 약 6.1mm, 6.0t 연결재가 적용된 경우 4.6mm 정도로 나타났다.
0보다 높게 나타났다. 전단에 대한 안전율은 1.86～2.46정도로 4.0t 연결부재가 적용된 경우는 안전율이 다소 낮게 나타났으나, 6.0t 연결부재가 적용된 경우는 충분한 안전율을 확보하였다. 예상되는 변형량은 4.

후속연구

하지만 아파트 내부칸막이 경우처럼 인방보 상부의 조적높이가 높지 않은 경우가 아닌 일반건축물과 같이 인방보 상단의 시멘트벽돌 쌓기 높이가 높아 하중이 크게 작용하는 부위에 인방보용 강재구조물을 적용할 경우에는 강재구조물의 부재두께를 키울 필요가 있다, 또한 실험결과는 휨파괴가 아닌 전단파괴로 보여지므로 강재구조물의 강성을 키우기 위해서는 중간연결재의 보강 및 용접방법에 대해서도 추가적인 검토가 필요하다. 이번 논문의 대상은 아파트 내부에 시공되는 시멘트벽돌 반매(0.5B) 쌓기시 문틀상부 인방보를 기본 가정으로 실험하였으나 추가적인 검토를 통하여 블록쌓기, 돌쌓기 등에도 적용가능성을 검토해 볼 수 있다.
하지만 아파트 내부칸막이 경우처럼 인방보 상부의 조적높이가 높지 않은 경우가 아닌 일반건축물과 같이 인방보 상단의 시멘트벽돌 쌓기 높이가 높아 하중이 크게 작용하는 부위에 인방보용 강재구조물을 적용할 경우에는 강재구조물의 부재두께를 키울 필요가 있다, 또한 실험결과는 휨파괴가 아닌 전단파괴로 보여지므로 강재구조물의 강성을 키우기 위해서는 중간연결재의 보강 및 용접방법에 대해서도 추가적인 검토가 필요하다. 이번 논문의 대상은 아파트 내부에 시공되는 시멘트벽돌 반매(0.

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