1부, 창호의시공계획– 구조해석 2 · 2016. 1. 11. · 1 1 창호의시공계획...

1부, 창호의 시공계획 – 구조해석 2

원종호 대표이사 (㈜시티월)

강의 목차

■ 2교시 : 시스템창호의 구조적 이해

- 창호의 구조

- 창호의 FRAME(ALUM. & PVC & WOOD)

- 창호의 ANCHORAGE

- E. T. C(SCREW, GLASS…)

강사 : 원종호 대표이사 / ㈜시티월Copyright 2016. IPAZEB all right reserved.1 창호의 시공계획

1


시스템창호의 구조적 이해

1. 창호의 구조 – 구성요소 및 용어정리

1


시스템창호의 구조적 이해1. 창호의 구조 - 구성요소

수직재, 수평재, 여밈 , 창틀, 개폐창… 창호 프레임

스크류, 볼트, 리벳 등…긴결류

스터드엥커, 칼블럭… 엥커류

유리, 판넬, 방충망…마감재

< 창호의 구성요소>

1


시스템창호의 구조적 이해1. 창호의 구조 - 용어정리

여밈

미닫이, 미서기 등이 서로 맞닿는 선마중

문짝의 중간에 가로댄 넓직 한 띠장중간막이

창문 위에 고창이 있거나 상하에 창이 있을 때 그 중간에 가로댄 틀(transom)중간막이틀

문 중간에 세워 는 창문 울거미(선 )중간선

중간문설주, 중간벽선: 앙쪽에 창문이 연달아 있을 때 가운데 서는 문설주(mullion)

중간선틀

미세기의 두 짝이 서로 여미어지는 선

< 용어정리 1 : 구조물 >

1


시스템창호의 구조적 이해1. 창호의 구조 - 용어정리

탄성물질이 탄성한계 내에서 응력을 받을 때 일어나는 변형률의 정도(modulus of elasticity), (단위 : kgf/cm2)

탄성계수

재료의 인장 시험에 시험편이 파단할 때까지의 최 인장 하중

(tensile strength ), (단위 : kgf/cm2)인장강도

재료가 거시적인 소성변형을 시작할 때의 응력.(영구변형의 시작점)(yield strength), (단위 : kgf/cm2)

항복강도

부재축에 직각인 횡단면에 작용하는 휨 모멘트를 단면 계수로 나눈 값(flexural stress ), (단위 : kgf/cm2)

휨 응력

단면내 미소 면적과 임의의 축에서의 거리의 제곱 값을 총합한 것(geometrical moment of inertia), (단위 : cm4)

단면2차모멘트(관성모멘트)

단면2차모멘트를 중립축의 거리로 나눈 값(modulus of section), (단위 : cm3)

단면계수

탄성물질이 탄성한계 내에서 응력을 받을 때 일어나는 변형률의 정도(modulus of elasticity), (단위 : kgf/cm2)

재료의 인장 시험에 시험편이 파단할 때까지의 최 인장 하중(tensile strength ), (단위 : kgf/cm2)

재료가 거시적인 소성변형을 시작할 때의 응력.(영구변형의 시작점)(yield strength), (단위 : kgf/cm2)

부재축에 직각인 횡단면에 작용하는 휨 모멘트를 단면 계수로 나눈 값(flexural stress ), (단위 : kgf/cm2)

단면내 미소 면적과 임의의 축에서의 거리의 제곱 값을 총합한 것(geometrical moment of inertia), (단위 : cm4)

단면2차모멘트를 중립축의 거리로 나눈 값(modulus of section), (단위 : cm3)

< 용어정리 2 : 구조해석 >

1


시스템창호의 구조적 이해1. 창호의 구조

가. 휨응력의 산정

☞ fb = M / Z M : 작용 휨모멘트, Z : 단면계수

나. 허용 휨응력의 산정 및 판정

☞ Fb : 각 재질 및 형상에 따른 부재 응력 산정

☞ fb / Fb > 1.0 - O.K

다. 부재 처짐의 산정

☞ ∆max. = 역학 산식 및 MIDAS를 통해 확인

라. 부재 처짐의 산정 및 판정

☞ ∆allow : ALUM. & STEEL CURTAIN WALL( = AAMA)시스템창호( = KS F3117)

☞ ∆max. / ∆allow > 1.0 - O.K

1


시스템창호의 구조적 이해1. 창호의 구조 – KS 기준

•KS F3117

1


시스템창호의 구조적 이해1. 창호의 구조

☞ 모멘트( M ) = w * L2 / 8

( w : 하중 L : 지점간격 )

☞ 처짐량( ∆ ) = 5w * L4 / ( 384 * E * I )

( I : 단면이차모멘트 E : 탄성계수 )

☞ 단면2차모멘트( I ) = B * H3 / 12

( B : 부재단면폭 H : 부재단면높이 )

1


시스템창호의 구조적 이해1. 창호의 구조 - 단위환산

§ kgf→지구상에서의 힘 또는 무게의 단위로 질량 1kg의 물체를 9.8m/s2의 가속도로 움직이는 힘

§ N→SI단위의 힘 단위로 질량 1kg의 물체를 1m/s2의 가속도로 움직이는 힘 (1N ≒ 1/9 kgf)

⇒ 1kgf=9.8kg∙m/s2=9.8N

⇒ 1N=1kg∙m/s2

<UNIT OF FORCE>

§ Pa(파스칼) → 압력에 대한 SI 유도 단위

⇒ 1Pa = 1N/m2=0.1019716kgf/m2

ex ) 1kPa = 1000Pa = 1000N/m2 ≒ 102kgf/m2

§ PSI (psi) → 인치 당 파운드(pound per square inch)로 압력을 나타내는 비-SI단위

⇒ 1psi = 1lbf/in2 = 0.006894733Pa = 6.894733kPa

§ PSF (psf) → 피트 당 파운드(pound per square feet)로 압력을 나타내는 비-SI단위

⇒ 1psf = 1lbf/ft2 = 47.85Pa = 0.04785kPa

<UNIT OF PRESSURE>

1


시스템창호의 구조적 이해1. 창호의 구조 – 지점의 종류(SUPPORT)

1



이동지점 이동지점에서는 회전과 수평이동은 자유롭지만 수직이동은 불가능 하다.V(수직반력), 1개의 지점반력이 존재한다

v

이동

1



이동지점 시스템 창호의 경우 1방향 힘만을 구속하는 가장 흔한 형태는 여밈 의 접합부로(수평반력=풍하중방향)만을 구속한다.

v

이동

1



회전지점 회전지점에서는 회전은 일어날수 있으나 수평,수직방향 이동은 불가능하며H(수평반력), V(수직반력) 총 2개의 지점반력이 존재

V

H

1



회전지점 시스템 창호의 경우 핀접합은 가장 흔히 사용되는 접합법, 일반적인 앵커타입풍하중, 자중 2방향의 힘을 구속

V

H

1


시스템창호의 구조적 이해1. 창호의 구조 – 단면성능

단면2차모멘트부재에 휨이 작용하였을 때, 부재의 굽힘저항 능력.힘의 방향에 하여 큰 단면2차 모멘트를 가진 형상의 부재는 휨에 강함단면2차 모멘트를 구하는 목적은 부재의 강성(휨강도)를 알기 위함

1


시스템창호의 구조적 이해1. 창호의 구조 – 단면성능

도형 (A)중심까지의

거리(y)

단 2차

트(I)단 계수(W) 회 반경(r)

1


시스템창호의 구조적 이해1. 창호의 구조 – 단순보 : 여밈대

L : 하중도

Q : 단력도

M : 휨 트도

W : 하중 M: 휨 트R : 반력 θ : 회 각Q : 단력 δ :처짐

1


시스템창호의 구조적 이해1. 창호의 구조 – 단순보 : 여밈대

< S.F.D> < B.M.D >< MODELING>

100.0

100.0

0.0

0

.0

-50

.0

100

.0

-1

00.0

0.0

1


시스템창호의 구조적 이해1. 창호의 구조 – 장스팬연속보 : SIDE FRAME

M : 휨 트 R : 반 력

지 중간 승수 지 중간

2스 연속보

3스 연속보

4스 연속보

1


시스템창호의 구조적 이해1. 창호의 구조 – 장스팬연속보 : SIDE FRAME

-64

.3

96.

4

-3

2.1

96.

4

-32

.1

96

.4

-6

4.3

96

.4

-18

2.1

117.

9

-13

9.3

160

.7

-16

0.7

139

.3

-11

7.9

182

.1 100.0

100.0

100.0

100.0100.0

100.0100.0

100.0

< S.F.D> < B.M.D >< MODELING>

1



2. 창호의 FRAME(ALUM. & PVC & WOOD)

1



2. 창호의 FRAME – ALUM.

<ALUM. 창호>

1



2. 창호의 FRAME - PVC

<PVC 창호>

1



2. 창호의 FRAME - WOOD

<목재 창호>

1


A : ALUM. B : PVC + STEEL C : WOOD

타입별

특성

각 창호별 구조적 특성

- 일반적으로 A6000계열 알루미늄을 사용.- A6000(ALLOY6063 )계열 알루미늄은 강도와 내식성이 모두 우수한 대표적인 구조재.- 철의 약 1/3 비중 및 탄성계수를갖고 있어 가볍고 튼튼함.- 열전도율이 높아 단열성능이 떨어지나 단열재(A-ZONE, POLYAMIDE)와 복합하여 단열성능 및 구조성능을 보완함.

- 목재와 동등한 수준의 열관류율을지니고 있다.- PVC의 탄성계수는 철의 약 1/70로구조적인 역할을 하지 못하고 내부에 있는 보강 STEEL만이 구조재 역할을 함.- 외부보강이 힘들고 내부 PVC금형안에서 보강을 해야하므로 보강재의사이즈가 제한적임.

- 목재는 하중이 걸린 상태로 시간이 경과하면 변형과 수축이 생겨강도가 저하됨.- 목재가 갖는 근본적인 내수성에대한 결함으로 외창으로는 잘 활용되지 않음.- 목재의 탄성계수는 철의 약 1/15로 강한 하중에 저항하기 힘든 부재로서 대형 창호 및 외부 거실창으로 적용하기에는 제한적임.


2. 창호의 FRAME(ALUM. & PVC & WOOD) - 특성

1


시스템창호의 구조적 이해2. 창호의 FRAME(ALUM. & PVC & WOOD)

☞ 탄성계수( E) : 하중이 작용할 때 변형이 생기지 않는 정도

1. STEEL ≒ 2.1*10^6kgf/cm^2

2. ALUM. ≒ 7.03*10^5kgf/cm^2

3. WOOD ≒ 1.34*10^5kgf/cm^2

4. PVC ≒ 2.96*10^4kgf/cm^2

약 3배

약 5배

약 4.5배

약 70배

1


시스템창호의 구조적 이해2. 창호의 FRAME – ALUM. BAR의 단면성능

A TYPE B TYPE

단면

설계

설명

• ALUM. 재의 단 A < B (≒ 1.11 배)

• ALUM. 재의 단 2차 트 A > B (≒ 1.10 배)

ALUM. BAR SECTION 1

60

100

3

2

Area: 736.86

Perimeter: 618.28

Bounding box: X: -30.00 -- 30.00

Y: -50.00 -- 50.00

Centroid: X: 0.00

Y: 0.00

Moments of inertia: X: 1125819.60

Y: 425003.66

Product of inertia: XY: 0.00

Radii of gyration: X: 39.09

Y: 24.02

Principal moments and X-Y directions about centroid:

I: 425003.66 along [0.00 1.00]

J: 1125819.60 along [-1.00 0.00]

Area: 816.86

Perimeter: 618.28

Bounding box: X: -30.00 -- 30.00

Y: -50.00 -- 50.00

Centroid: X: 0.00

Y: 0.00


Y: 540903.50



Y: 25.73


I: 540903.50 along [0.00 1.00]

J: 1020647.44 along [-1.00 0.00]

60

100

2

3

단면적 : 736.86 mm2

단면 2차 모멘트 : 1125819.6 mm4

단면적 : 816.86 mm2

단면 2차 모멘트 : 1020647.4 mm4

• A TYPE 이 B TYPE 에 비해 단면적은 작지만 구조성능은 좋아 더 경제적임

볼륨이 같고 부재 두께가 다른 경우 : 도심에서 먼 곳의 두께 증가가 경제적임

1


시스템창호의 구조적 이해2. 창호의 FRAME – ALUM. BAR의 단면성능

A TYPE B TYPE

단면

설계

설명

• ALUM. 부재의 단면적 A = B (동일)

• ALUM. 부재의 단면 2차 모멘트 A > B (≒ 1.13 배)

Area: 664.86

Perimeter: 662.28Bounding box: X: -30.00 -- 30.00

Y: -55.00 -- 55.00Centroid: X: 0.00

Y: 0.00

Moments of inertia: X: 1099316.35 Y: 429387.66


Radii of gyration: X: 40.66 Y: 25.41


I: 429387.66 along [0.00 -1.00]

J: 1099316.35 along [1.00 0.00]

60

110

2

2

Area: 664.86

Perimeter: 662.28

Bounding box: X: -35.00 -- 35.00

Y: -50.00 -- 50.00

Centroid: X: 0.00

Y: 0.00


Y: 559287.56



Y: 29.00


I: 559287.56 along [0.00 1.00]

J: 969244.77 along [-1.00 0.00]

70

100

2

2

ALUM. BAR SECTION 2

단 : 664.86 mm2

단 2차 트 : 1099316.3 mm4

단 : 664.86 mm2

단 2차 트 : 969244.7 mm4

• A TYPE 이 B TYPE 에 비해 단 은 동일하지만 성능 유리하여 경 임

볼륨이 다르고 단면적이 같은 경우 : 춤(depth)이 클수록 경제적임

1


시스템창호의 구조적 이해2. 창호의 FRAME – PVC 보강재의 단면성능

A TYPE B TYPE C TYPE

단면

설계

설명

• 부재의 단면적 A : B : C = 1 : 1.39 : 1.31

• 부재의 단면 2차 모멘트 A : B : C = 1 : 1.33 : 1.34

REIN. STEEL SECTION 1

• C TYPE 이 B TYPE 에 비해 단면적은 적으나 구조적 성능 유리하여 더 경제적임

보강재의 두께 변화에 따른 단면성능

단면적 : 313.43 mm2

단면 2차 모멘트 : 91702.9 mm4

단면적 : 435.3 mm2

단면 2차 모멘트 : 122286.5 mm4

단면적 : 411.2 mm2

단면 2차 모멘트 : 122635.55 mm4

1


시스템창호의 구조적 이해2. 창호의 FRAME – PVC 보강재의 단면성능

A TYPE B TYPE

단면

설계

설명

• 부재의 단면적 A ≒ B ( 1 : 1.006 )

• 부재의 단면 2차 모멘트 A ≒ B ( 1.025 : 1 )

REIN. STEEL SECTION 2

단면적 : 1386.6 mm2

단면 2차 모멘트 : 339185.1 mm4

단면적 : 1378.2 mm2

단면 2차 모멘트 : 330776.3 mm4

• A TYPE 과 B TYPE 모두 단면적 및 구조성능 유사함

보강부재의 두께가 부족할 경우: 두께 증가 & 추가보강제 삽입조건 유사함.

1


시스템창호의 구조적 이해2. 창호의 FRAME – 스틸의 폭두께비

내부 보강재 (SS400) 의 판폭 두께비 제한

단면

형상

제한비

보장재의 폭 두께 비

t

t

b

d

b

d

t

t d

t

t

d1 b d1

d

t

b

dt

,16£t

b,481 £

t

d71£

t

d

내부 보강재 선정 시 유의 사항

1


시스템창호의 구조적 이해2. 창호의 FRAME – 여밈대

< 창호 사이즈 >

< 하중 조건 및 단면 성능 >

☞ 풍하중(PW) = 100kgf/m^2

☞ 단면2차모멘트(IX) = 5cm^4

☞ 탄성계수(steel) = 2.1*10^6kgf/cm^2

.

안목

길이

전체

길이

A TYPE : 창호 전체 높이 적용( L=2000) B TYPE : 안목치수 높이 적용( L=1860)

구조

해석

설명

• 부재의 길이 B : A ( 1 : 1.075 )

• 모멘트 비 B : A ( 1 : 1.156 ) , 처짐 비 B : A ( 1 : 1.337 )

1


시스템창호의 구조적 이해2. 창호의 FRAME – 여밈대

BENDING MOMENT 창호치수 및 안목치수에 따른 휨모멘트 및 처짐의 차이

☞ 모멘트(M)= w * L2 / 8= Pw * W * L2 / 8= 0.01kgf/cm2 * 100cm * (200cm)2 / 8= 5000kgf.cm( w:하중 L:지점간격 W:넓이 )

☞ 처짐량(∆) = 5w * L4 / ( 384 * E * I )= Pw * W * L4 / ( 384 * E * I )= 5 * 0.01kgf/cm2 * 100cm * (200cm)4

/ (384 * 2100000 * 5)= 1.984cm( I:단면2차모멘트 E:탄성계수 )

☞ 모멘트(M)= w * L2 / 8= Pw * W * L2 / 8= 0.01kgf/cm2 * 100cm * (186cm)2 / 8= 4324.5kgf.cm( w:하중 L:지점간격 W:넓이 )

☞ 처짐량(∆) = 5w * L4 / ( 384 * E * I )= Pw * W * L4 / ( 384 * E * I )= 5 * 0.01kgf/cm2 * 100cm * (186cm)4

/ (384 * 2100000 * 5)= 1.484cm( I:단면2차모멘트 E:탄성계수 )

• 부재의 안목치수를 적용했을 경우 약 15%~30%의 휨모멘트 및 처짐량을 줄일 수 있음

1


시스템창호의 구조적 이해2. 창호의 FRAME – 창틀

< 창호 사이즈 >

< 하중 조건 >

☞ 풍하중(PW) = 100kgf/m^2

A TYPE : 여밈 를 구현하지 않을 경우 B TYPE : 여밈 를 구현했을 경우

구조

해석

설명

• MAX 반력 비 B : A ( 1 : 1.45 )

• A TYPE은 등분포 하중을 받는 반면 B TYPE의 경우 여밈 주변에서 집중하중을 받음

1


시스템창호의 구조적 이해2. 창호의 FRAME – 창틀

REACTION 해석 가정에 차이에 따른 부재의 반력의 차이

☞ 엥커 지점 반력= 60 kgf

☞ 엥커 지점 반력= 87 kgf

• 현실적으로 여밈 주변에는 엥커 간격을 좁히거나 추가 엥커 설치가 필요함

1


시스템창호의 구조적 이해2. 창호의 FRAME – 3DOOR & 분할창호

A TYPE : 3DOOR B TYPE : 분할창호

구조

해석

설명• A TYPE(3DOOR)의 경우 여밈 에서 최 휨모멘트는 발생함

• B TYPE(분할창)의 경우는 수평 TRANSOM에서 최 휨모멘트 발생함.

BENDING MOMENT 3DOOR 타입과 분할창호 타입과의 차이점

☞ MAX MOMENT ☞ MAX MOMENT

1


시스템창호의 구조적 이해2. 창호의 FRAME – 분할창호

A : TRANSOM의 처짐 B : TRANSOM의 반력

구조

해석

설명• A : 처짐의 경우 부재 형상의 특성상 자중에 취약한 부재로, 유리 자중에 의한 처짐 제안 확인(∆allow = 3mm)

• B : TRANSOM 양 끝에 발생하는 집중하중으로 해결키 위해 칼블럭 및 추가 브라켓 시공여부 확인 필요.

BENDING MOMENT 분할창호의 유의점

☞ 유리자중의처짐 발생 우려

☞ TRANSOM 양끝에 집중

되는 반력 확인

1


시스템창호의 구조적 이해2. 창호의 FRAME – TRANSOM


구조

해석

(처짐)

창호

사이즈

W = 1,200 mm

H = 2,400 mm

W = 1,800 mm

H = 1,600 mm

W = 2,400 mm

H = 1,200 mm

처짐 0.676mm 2.299mm 5.511mm

TRANSOM

W : 1.5 배W : 2 배

1.53 = 3.375 배 23 = 8 배

※ A , B , C TYPE 의 상부유리 면적 및 무게는 동일 조건. ( A = 2.88 m2 )

1


시스템창호의 구조적 이해2. 창호의 FRAME – TRANSOM

L / 4 POINT L / 6 POINT L / 8 POINT

Setting

Block

(처짐)

처짐 1.445mm 1.026mm 0.793mm

• 유리자중 처짐 제한 : 3.0mm (하부 Fix Window) , 1.5mm (하부 Open Window)

• 풍하중 처짐 제한 : L/175 , L/240+6.35mm (L=4,110mm 초과)

• Setting Block 위치 : L/4 ~ L/8

TRANSOM

11.31.8

1



3. 창호의 ANCHORAGE(BRACEKT & ANCHOR)

1


시스템창호의 구조적 이해2. 창호의 ANCHORAGE

Window 설치 철물

1


시스템창호의 구조적 이해2. 창호의 ANCHORAGE

설치 철물 검토 엥커 검토

BRACKET


1시스템창호의 구조적 이해2. 창호의 ANCHORAGE – BRACKET

e1 (편심)

휨력 발생

PW(풍하중)

e2 (편심)

PD(자중)

☞ IN-PUTPW = 100kgf, PD = 50kgfe1 = 5cm, e2 = 5cm, Zx = 0.45cm3

☞ MOMENT & STRESSM = (PW * e1) + (PD * e2)

= (100 * 5) + (50 * 5)= 750kgf.cm

fb = M / Zx

= 750 / 0.45 = 1667kgf/cm2

☞ STRESS CHECKfb / Fb = 1667 / 1846

= 0.9 ---- OK

( Fb:허용휨응력 = Fy/1.3 = 1846kgf/cm2)

ANCHOR


1시스템창호의 구조적 이해2. 창호의 ANCHORAGE – ANCHOR

e1 (편심)

PW(풍하중)

e2 (편심)

PD(자중)☞ IN-PUT

PW = 100kgf, PD = 50kgfe1 = 5cm, e2 = 5cm, d1 = 5cm,

☞ MOMENT & REACTIONM = (PW * e1) + (PD * e2)

= (100 * 5) + (50 * 5)= 750kgf.cm

Pt = PW + (M / d1) = 100 + 750 / 5 = 250kgf

Pv = Pd = 50kgf

☞ STRESS CHECKfb = √(Pt

2 + Pv2)

= 255kgf

# 사용되는 엥커 허용인발력과 비교

( Ft:허용인발력, Fv=허용전단력 )

Pt(반력)

Pv(반력)

d1 (압축거리)

칼블럭의 심블럭에 한 영향

< TYPE 1 > < TYPE 2 >

1시스템창호의 구조적 이해2. 창호의 ANCHORAGE – 칼블럭


< TYPE 1 > < TYPE 2 >

반력

전단력

e (편심 거리)

추가적인 휨력 발생

칼블럭의 심블럭에 한 영향



반력

전단력

hmin ( 최소 콘크리트 두께 )

h1 ( 최소구멍 천공 깊이)

hef ( 유효 설치 깊이) tfix ( 피 부착재 최 두께)

d0

(드

릴비

트직

경)

df

(피

부착

재구

멍크

기)

Tinst

앵커 용어 설명



앵커 용어 설명

C1 ( 모서리 거리 1 )

S ( 앵커 간격 )



C TYPE

단면

형상

설명콘크리트 콘 / 모서리 파괴

(Concrete Cone & Edge Failure)

D TYPE

단면

형상

설명 콘크리트 쪼개짐 (Splitting)

A TYPE B TYPE

단면

형상

설명 강재 파괴 (Steel Failure)인발 파괴

(Pull-out, Pull-through)

인발력에 의한 파괴현상




단면

형상

설명 강재 파괴 (Steel Failure)콘크리트 모서리 파괴

(Concrete edge failure)콘크리트 들림 파괴

(Pry-out)

전단력에 의한 파괴현상



내 용

구조

해석

< 인장 설계 저항 >

- 인장 설계 저항은 다음 값 중 최소값.

① 콘크리트 뽑힘 저항

② 콘크리트 콘 저항

③ 강재 저항

① 콘크리트 뽑힘 설계 저항 ( NRd,P )

- 콘크리트 뽑힘 설계 저항 ( Given Value )

가) 콘크리트 강도 영향 계수

앵커 설계 ( 설계 인장력 산정 )

NRd = MIN [ NRd,P / NRd,C / NRd,S ]

② 콘크리트 콘 설계 저항 ( NRd,C )

- 콘크리트 콘 설계 저항 ( Given Value )

가) 앵커 삽입 깊이에 한 영향 계수

나) 콘크리트의 강도 영향 계수

다) 표준 설치 깊이에서 앵커 간격에 한 영향 계수

라) 표준 설치 깊이에 한 모서리 거리에 한 영향 계수

③ 강재의 인장 설계 저항 ( NRd,S ) / ( Given Value )



내 용

구조

해석

① 콘크리트 뽑힘 설계 저항 ( NRd,P )

( NRd,P = NORd,P × FB )

- 콘크리트 뽑힘 설계 저항 ( NORd,P / Given Value )

가) 콘크리트의 강도 영향 계수

fB = √( fck,cyl / 20 )

fB = √( 콘크리트 압축강도 / 20 )




내 용

구조

해석

② 콘크리트 콘 설계 저항 ( NRd,C )

( NRd,C = NORd,C,STA/RED × FB × FT × FAN,STA/RED × FRN,STA/RED )

- 콘크리트 콘 설계 저항 ( NORd,C / Given Value )

가) 앵커 삽입 깊이에 한 영향 계수

fT = ( hact / hef,red )1.5

fT = (실제 설치 깊이 / 유효 설치 깊이)1.5

나) 콘크리트의 강도 영향 계수

fB = √( fck,cyl / 20 )


다) 표준 설치 깊이에서 앵커간격에 한 영향 계수

fAN, sta/red. = 0.5 + S / ( 6 × hef,sta/red. )

fAN, sta/red. = 0.5 + 앵커간격 / ( 6 × 유효 설치 깊이 )

라) 표준 설치 깊이에 한 모서리 거리에 한 영향 계수

fRN, sta. = 0.22 + 0.52 × ( C / hef,sta. )

fRN, sta. = 0.22 + 0.52 × ( 모서리 거리 / 유효 설치 깊이)




내 용

구조

해석

③ 강재의 인장 설계 저항 ( NRd,S ) / (Given Value)




내 용

구조

해석

< 전단 설계 저항 >

- 전단 설계 저항은 다음 값 중 최소값.

① 콘크리트 모서리 저항

② 강재 저항

앵커 설계 ( 설계 전단력 산정 )

VRd = MIN [ VRd,C / VRd,S ]

① 콘크리트 모서리 설계 저항 ( VRd,C )

- 콘크리트 모서리 설계 저항 ( Given Value )


나) 전단 하중방향에 한 영향 계수

다) 앵커간의 간격과 모서리 거리 영향에 한 영향

② 강재의 인장 설계 저항 ( NRd,S ) / ( Given Value )



내 용

구조

해석

① 콘크리트 모서리 설계 저항 ( VRd,C )

( VRd,C = VORd,C,STA/RED × fB × fT × fβ,V × fAR,V )

- 콘크리트 모서리 설계 저항 ( VORd,C / Given Value )


fB = √( fck,cyl / 20 )


나) 전단 하중 방향에 한 영향 계수

fβ,V = 1 ( for 0˚ ≤ β ≤ 55 ˚ )

fβ,V = 1 / ( cos β + 0.5 sin β) ( for 55˚ ＜ β ≤ 90 ˚ )

fβ,V = 2 ( for 90˚ ＜ β ≤ 180 ˚ )

β ＞55 ˚ → fβ,V ＞ 1

다) 앵커간의 간격과 모서리 거리 영향에 한 영향 계수

fAR,V = ( 3×C + S ) / (6×Cmin) ×√ ( C / Cmin )

fAR,V = ( 3×모서리거리+ 앵커간격) / (6×최소모서리거리) ×√ ( 모서리거

리 / 최소모서리거리)




내 용

구조

해석

② 강재의 전단 설계 저항 ( VRd,S ) / (Given Value)




1



4. E. T. C(SCREW, GLASS…)

SCREW


1커튼월시스템의 구조적 이해E. T. C – SCREW

SCREW 허 값 (인발)

1. Screw 강재의 인장력

Pst = Ar × Fu

2. Pull-out

Pnot = (0.85) × t2 × D × Ftu2

3. Pull over

Pnov = C × t1 × Ftu1 × (Dws - Dh)

※ 출처. ALUMINUM STRUCTURES / A Guide to Their Specifications and Design.

Pst/1.25 , Pnot , Pnov

위 3개 중 최소값으로 허용 인발 값 결정.

Ar : ROOT AREA

Fu : SCREW 강재의 인장강도

t2 : SCREW HEAD와 만나지 않는 모재의 두께

D : SCREW의 직경

Ftu2 : SCREW HEAD와 만나지 않는 모재의 인장강도

C : 0.7

t1 : SCREW HEAD와 만나는 모재의 두께

Ftu1 : SCREW HEAD와 만나는 모재의 인장강도

Dws : SCREW HEAD or SCREW WASHER의 직경

Dh : SCREW의 직경



1. Screw 강재의 전단력

Pss = 0.6 × Fu × Ar

2. 모재 1의 Bearing

Pbs1 = 2 × Ftu1 × D × t1 × ns / nu

3. 모재 2의 Bearing

Pbs2 = 2 × Ftu2 × D × t2 × ns / nu

4. Screw Tilting

Pts = 4.2 × ( t23 × d )1/2 × Ftu2

SCREW 허용값 (전단)

※ 출처. ALUMINUM STRUCTURES / A Guide to Their Specifications and Design.

Pss/1.25 , Pbs1 , Pbs2 , Pts

위 4개 중 최소값으로 허용 전단 값 결정.

Ar : ROOT AREA

Fu : SCREW 강재의 인장강도

t1 : SCREW HEAD와 만나는 모재의 두께

t2 : SCREW HEAD와 만나지 않는 모재의 두께

D : SCREW의 직경

Ftu1 : SCREW HEAD와 만나는 모재의 인장강도

Ftu2 : SCREW HEAD와 만나지 않는 모재의 인장강도

ns : SCREW 연결의 안전율

nc : 파괴 안전율



SCREW 설계 예

인발(T)

전단(V)ALUM. : 3T

STEEL : 3T

인발(T) = 70kgf

전단(V) = 30kgf

< INPUT DATA >



SCREW 설계 예< OUTPUT DATA >



SCREW 설계 예< RESULT >



1


커튼월시스템의 구조적 이해E. T. C – GLASS

Window Glass Design (한국유리)

허용내풍압 계산

A = 풍하중에 의한 유리의 최대 사용 가능면적(m2)

K1, k2 = 유리의 품종별 강도 계수

Pc = 50kgf/m2보다 작아서는 안됨.t = 유리의 두께(mm) : 얇은 판의 두께

적용 (예)적용풍압 1000N/m2일때 24mm복층유리(6CL+12A+6CL)의 최 가능 면적은?

K1=1.0, k2=0.75*(1+(6/6)3)=1.5

A = 300 * 1.0 * 1.5/(1000) * (6+62/4) = 6.75m2

Pa = 풍하중(Pa)< 유의사항 >

1. 풍압에 한 유리의

략적인 면적을 산정

2. 가로 세로 비에 한

변수를 응치 못함

3. 복층유리의 강성이 다

를 경우 약한 유리에

한 결과에 편중

4. 유리의 처짐량을 확인

할 수 없음.

1



Window Glass Design (ASTM-1300)

설계저항(Short Load Resistance)

LR = GTF * LSF * NFL

LSF = Load Share Factor

GTF = Glass Type Factor

Pc = 50kgf/m2보다 작아서는 안됨.NFL = Non-Factored Load

부재력의 판별 Actual Load ≤ LR ---- O.K

처짐의 판별 Actual Deflection ≤ L(Short Span) / 90 or 1 inch(25.4mm)

50% 설계풍압의 경우 19mm, 100%설계풍압일 경우 35mm 보다 작아야함.

1



Glass Type Factor

< Single & Laminated >

< Insulating >

< Allowable Stress>

1



Load Share Factor

1



Non-Factored Load

< 4면지지-복층유리 > < 4면지지-접합유리 >

1



Deflection Chart

< 4면지지-복층유리 > < 4면지지-접합유리 >

1



1


커튼월시스템의 구조적 이해E. T. C – SETTING BLOCK

A TYPE B TYPE

• Setting Block 경도 : 85±5 Shore A Durometer

• 유리 끝에서 최소 150mm (6" ) or W/8 중 큰 값.

• Setting Block 길이 : 100mm ~ 150mm

SETTING BLOCK

Edge of Glass

W / 4 W / 4

W

min. min.Edge of Glass6" 6"

W / 8 W / 8

W

1


커튼월시스템의 구조적 이해E. T. C – SETTING BLOCK

SETTING BLOCK & GLASS


구조

해석

(응력)

응력 L / 4 L / 8 L / 16

응력집중 발생

1부, 창호의시공계획– 구조해석 2 · 2016. 1. 11. · 1 1 창호의시공계획...

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