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온실 구조물의 반강접 서까래–도리 접합부 성능 평가를 통한 온실 구조해석 프로그램 GHModeler 검증 KCI 등재
Verification of the Greenhouse Structural Analysis Program GHModeler through Performance Evaluation of Semi-Rigid Rafter-Purlin Connections in Greenhouse Structures
pp.372-380
본 연구는 온실 구조에서 서까래–도리 접합부의 반강 접(semi-rigid) 거동을 실험적으로 규명하고, 해석 모델 (GHModeler)의 적용 타당성을 검증하기 위하여 수행되었다. 시중에서 사용되는 선형 죔쇠를 이용하여 교차부 실험체를 제 작하고, 6 자유도 변형 모드에 대한 강성 계수와 항복 특성을 평가하였다. 서까래가 도리 축을 따라 미끄러질 때 강성 계수 243,228.92 N·m-1, 항복 하중 164 N으로 가장 크게 나타났으 며, 도리가 서까래 축을 따라 미끄러질 때는 각각 30,426.78 N·m-1, 118 N으로 현저히 낮은 값을 보였다. 회전 및 비틀림 모드에서도 뚜렷한 차이를 확인하였다. 이어서 실물 규모의 단동 온실을 대상으로 횡하중 재하 시험을 실시하고, 변위 및 응력 거동을 GHModeler 해석 결과와 비교·분석하였다. 비교 결과, 수평 변위(DH2)에서 강접합 모델은 최대 310.2% 오차 를 보인 반면, 인터페이스 요소 모델은 －13.7%~34.1% 범위 로 감소하였다. 응력(S1)에서도 강접합 모델은 최대 84.6%의 오차를 보였으나, 인터페이스 요소 모델은 －9.1%~3.2%로 실험치에 근접하였다. 본 연구 결과는 온실 구조물의 접합부 모델링 및 구조 안전성 평가의 신뢰성을 향상시키는 데 기여할 수 있을 것으로 기대된다.
This study was conducted to experimentally investigate the semi-rigid behavior of rafter-purlin connections in greenhouse structures and to verify the applicability of the GHModeler analysis program. Steel wire clamp specimens were fabricated to represent typical rafter-purlin joints, and stiffness coefficients and yield characteristics were evaluated under six degrees of freedom. The experimental results showed that sliding of the rafter along the purlin axis exhibited the highest stiffness 243,228.92 N·m-1 with a yield load of 164 N, while sliding of the purlin along the rafter axis demonstrated much lower stiffness 30,426.78 N·m-1 and yield load 118 N. Distinct differences were also observed in rotational and torsional modes. Furthermore, a full-scale single-span greenhouse was subjected to lateral loading tests, and displacement and stress responses were compared with GHModeler simulations. In the horizontal displacement (DH2), the rigid joint model showed errors up to 310.2%, whereas the interface element model reduced the error to within －13.7% to 34.1%. Similarly, for stress at point S1, the rigid joint model exhibited up to 84.6% error, while the interface element model maintained deviations within －9.1% to 3.2%, showing closer agreement with experimental results. These findings indicate that the proposed method more accurately reflects the structural behavior of semi-rigid connections and are expected to enhance the reliability of joint modeling and structural safety evaluation in greenhouse design.
서 론
재료 및 방법
1. 온실 구조해석 프로그램 GHModeler
2. 인터페이스 요소의 강성 계수 평가
2.1 실험체 제작
2.2 실험장치 및 고정방법
2.3 하중조건 및 실험방법
3. 횡하중 실험
3.1 모델 개요
3.2 경계조건
결과 및 고찰
1. GHModeler 서까래-도리 접합부 설정
2. 강성계수 평가
3. 실험 결과와 해석 결과의 비교
적 요
사 사
Literature Cited
