온실의 지붕형식이 구조안전성에 미치는 영향 = Evaluation of Structural Safety of Greenhouse by Roof Shape
저자
이종원 ( Jongwon Lee ) ; 이석건 ( Sukgun Lee ) ; 이용범 ( Yong Beom Lee ) ; ( Hyunwoo Lee )
발행기관
학술지명
한국농공학회 학술대회초록집(Proceedings of the Korean Society of Agricultural Engineers Conference)
권호사항
발행연도
2012
작성언어
Korean
주제어
자료형태
학술저널
수록면
112-112(1쪽)
제공처
온실의 지붕형식은 크게 복숭아형, 아치형, 양지붕형이 있으며, 가장 많이 이용되고 있는 형식은 복숭아형이다. 복숭아형을 선호하게된 것은 폭설에 의한 온실의 피해를 경감시키고자 김 등(2002)은 시설형태별 피해 양상 및 플라스틱 온실의 구조적 안전성 문제 등을 현장 조사 분석을 통하여 아치형과 복숭아형 온실의 지붕 기울기를 처마높이에서 지붕중앙부위까지의 수직높이를 4등분하여 각 구간별 경사도를 산출하여 복숭아형 온실이 아치형 온실 보다 적설하중에 유리하다고 보고한데 기인한다. 이러한 노력으로 현재 농가에 보급되고 있는 단동온실과 연동온실의 지붕형태는 복숭아형으로 표준화 되어 있으나 지붕길이의 구간별 경사도만을 고려하여 눈의 흘러내리는 경향 등으로 분석된 결과이며, 현재까지 지붕형태에 따른 구조공학적인 검토는 이루어지지 않은 실정이다. 그리고, Kirsten(1973)의 연구결과에 따르면 지붕형상에 따른 온실내 직달광 투과율은 상당한 차이가 있으며 아치형 온실의 직달광 투과율이 가장 우수한 것으로 나타났다. 따라서, 본 연구에서는 지붕형식이 온실의 구조안전성에 미치는 영향을 분석하였으며, 결과를 요약하면 다음과 같다.
첫째. 단동온실의 경우 지붕형상이 아치형인 경우와 복숭아형인 경우에 부재에 발생되는 최대휨모멘트, 최대수평 및 수직변위량은 거의 유사한 것으로 나타났다. 설하중의 경우에는 복숭아형이 아치형보다 최대휨모멘트는 평균 1.7%, 최대수평변위는 14.4%, 최대수직변위는 7.4%정도 높게 나타났으며, 풍하중의 경우에는 복숭아형이 아치형보다 최대휨모멘트는 평균 2.7%, 최대수평변위는 16.1%, 최대수직변위는 10.1%정도 높게 나타났다.
둘째, 1-2W형 연동온실의 지붕형식에 따른 최대휨모멘트는 곡률반경이 증가할수록(아치형→복숭아형→양지붕형) 방풍벽과 기둥에서는 적설하중 재하시에는 곡률반경이 2,000cm(폭 7m)까지는 급격하게 감소하다가 완만하게 감소하는 나타났으며, 풍하중 재하시에는 곡률반경이 900cm(폭 7m) 전후까지는 거의 유사하게 나타나다가 곡률반경이 1,000cm(폭 7m) 전후로 증가하면 급격하게 증가한 후 거의 유사하게 나타났다. 그리고 서까래는 적설하중 재하시는 곡률반경2,000cm(폭 7m)까지는 급격하게 증가하다가 이후 완만하게 증가하였으며, 풍하중 재하시에는 곡률반경이 1,000cm까지는 급격하게 증가하다가 이후 완만하게 증가하는 것으로 나타났다.
셋째, 벤로형 연동온실의 지붕형식에 따른 최대휨모멘트는 적설하중 재하시 기둥은 양지붕형이 아치형에 비해 44%적게 발생하였으나, 서까래는 180% 증가하는 것으로 나타났다. 그리고, 풍하중 재하시에는 방풍벽은 거의 유사하게 나타났으나 서까래는 260%, 기둥은 17% 높게 발생하였다.
이상의 결과에서 아치형이 가장 구조적으로 안전한 것으로 나타나 광환경을 고려할 때 단동온실은 아치형으로 하는 것이 좋을 것으로 판단되며, 연동온실의 경우 천창환기방식에 따라 곡부권취식인 경우에는 아치형, 용마루개폐식인 경우에는 복숭아형이 유리한 것으로 판단된다.
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