온실 측고 상승에 따른 구조안전성 판별 프로그램 개발 = Development of Program for Structural Safety Estimation by Raising the Post of Greenhouse
저자
이종원 ( Jongwon Lee ) ; 이석건 ( Sukgun Lee ) ; 이현우 ( Hyunwoo Lee ) ; 나욱호 ( Wookho Na )
발행기관
학술지명
한국농공학회 학술대회초록집(Proceedings of the Korean Society of Agricultural Engineers Conference)
권호사항
발행연도
2012
작성언어
Korean
주제어
자료형태
학술저널
수록면
87-87(1쪽)
제공처
국내 원예시설중 시설유형별 비중은 단동플라스틱온실 88.6%, 연동플라스틱온실 10.1%, 유리온실 0.7%이며, 2000년도까지 시공된 플라스틱 연동온실의 규격은 폭 7m×측고 2.7m×길이 50m이며, 와이드스팬형 유리온실은 폭 9(12.8)m×측고 4.3m×길이 100m, 벤로형 유리온실은 폭 6.4(9.6)m×측고 4.3m×길이 100m 이다.(농가보급형 자동화하우스 표준설계서, 2001, 농촌진흥청, 한국형유리온실 표준설계도, 1997, 농림부·농어촌진흥공사) 따라서, 국내 대부분의 연동온실 측고는 2.7m 또는 4.3m에 불과하나, 최근에는 온실내 환경개선과 생산성 향상를 위하여 온실의 측고를 4.5m~6.0m로 높인 온실들이 많이 시공되고 있는 실정이다. 그리고 경남지역을 중심으로 1-2W형 플라스틱온실의 측고를 2.7m에서 3.7~4.2m로 높이는 온실 개보수사업이 활발히 진행되었으며(2008, 윤용철 등), 2000년 이전에 시공된 유리온실 측고는 4.3m로 작물을 재배할 수 있는 유효높이는 3.5m정도로 파프리카, 토마토 등을 재배하기에는 측고가 낮아 1~1.5m 높이는 개보수사업이 2010년에 참샘영농단지(전북 김제) 및 아트팜(전남 강진) 등 6개소에 진행되었으며, 2011년에는 강원도 인제 1개소에서 진행되었다.(Agri C&S 자료) 이러한 온실의 측고 상승에 따른 구조안전성을 평가할 수 있는 프로그램을 개발하기 위하여 연동온실의 형태별로 폭, 동고, 측고 및 연동수에 따라 설계하중(적설심, 풍속)에 대한 온실의 부재별 최대휨모멘트을 산정할 수 있는 방법을 모색하고자 수행한 연구결과는 다음과 같다.
첫째. 연동온실의 구조해석 모델을 기둥과 기둥사이에 지붕이 1개인 1-2W형과 기둥과 기둥사이에 지붕이 2개인 벤로형으로 크게 두 개 유형으로 나눈 후 중방구조에 따라 다시 구분하였다. 중방이 보 구조인 것과 트러스 구조인 것으로 구분하여 지붕형상에 따라 3개 유형(복숭아, 아치형, 양지붕형)으로 다시 세분화하였다. 이렇게 8개 유형으로 세분화된 연동온실에 대해서 온실폭, 기둥높이, 연동수 등의 변수별로 총 1,015개의 연동온실에 대하여 구조해석을 수행하였다.
둘째, 연동온실의 부위별 풍력계수를 고려한 단위풍하중과 지붕경사에 따른 절감계수, 연동곡부 계수 등을 고려한 단위적설하중을 재하하였을 때 각 부재에 발생되는 최대휨모멘트을 온실 폭, 기둥높이 및 지붕높이를 이용하여 산정할 수 있는 식을 개발하였다.
셋째, 온실의 지점조건, 연동수, 지붕높이(라이즈비), 지붕형식, 방풍벽 유무, 중방구조변화 등에 따른 최대휨모멘트변화를 분석하여 최대휨모멘트 산정식에 적용할 수 있도록 하였다.
넷째, 개발된 식을 검증하기 위하여 온실의 폭, 기둥높이 및 연동수가 상이한 240개 모델, 벤로형 연동비닐하우스는 32개 모델에 대하여 구조해석 전용 프로그램인 SAP2000으로 구한 최대휨모멘트(SAP값)와 개발된 식으로 구한 최대휨모멘트(계산값)를 비교한 결과, SAP2000으로 구한 값과 본 연구에서 개발된 식으로 계산된 값의 회귀식 상관계수가 0.98~1.0으로 수식에 대한 신뢰도가 매우 높게 나타나 본 연구에서 개발된 식을 이용한 단위풍하중과 단위적설하중에 대한 부재별 최대휨모멘트를 산정할 수 있음을 확인할 수 있었다.
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