본 연구에서는 원예특작시설 내재해형 규격서에 등록되어 있는 폭이 넓은 단동온실(10-단동-5형)을 대상으로 기초의 경계조건과 서까래 강관의 이음 유무에 대해 실물 크기 실험을 실시하고 그 결과를 수치해석 결과와 비교하여 이음부가 있을 때 구조성능 차이에 대해 알아보았다. 각 측정 위치별 변위를 실험에서 측정한 값과 수치해석으로 예측한 값을 비교한 결과에서는 기초의 조건 및 서까래 강관 이음 유무에 상관없이 모두 상당한 차이를 보였고, 힌지 조건 보다 고정 조건이 상대적으로 차이가 컸다. 그리고 모든 절점을 강접합으로 가정하고 구조해석한 결과를 구조실험과 비교한 결과에서는 힌지조건이 고정조건 보다 잘 일치하였지만 해석값이 실험값 보다 크게 나타났다. 수치해석은 모든 절점을 강접합으로 가정했기 때문에 실제 성능과 달랐다. 따라서 현재 모든 절점을 강접합 으로 가정하고 온실을 설계를 하면 과소설계될 우려가 있어 앞으로 신뢰성 높은 온실 설계를 위해서는 서까래와 도리가 교차하는 교차부 성능 특성을 고려한 구조해석 기술 개발이 이루어져야 할 것으로 판단된다.

본 연구에서는 실대형 실험과 구조해석을 통하여 현장에서 사용되는 기둥-서까래-도리, 기둥-도리-방풍벽 접합부를 적용한 강관 골조 플라스틱 연동온실의 정적 구조 성능을 분석하였다. 실대형 재하실험 결과는 접합부를 강접합으로 가정한 구조해석 결과와 비교하여 구조물의 횡방향 강성과 각 부재의 하중분담률에서 많은 차이를 보였다. 동고 높이에서 측정한 수평변위는 실험과 구조해석의 차이가 40% 이었고 수직변위는 89%의 차이를 보였다. S3 부재의 발생응력을 기준으로 한 각 부재별 하중분담률을 비교한 결과 실험과 구조해석에서 두 배 이상의 차이를 보이는 부재가 있었으며, 하부측벽이음(S2), 기둥 상부(S7) 등 주요 부재의 실험결과가 구조해석의 하중분담률을 재현하지 않았다. 현장에서 사용하는 접합부가 충분한 강성을 확보하지 않음으로써 구조물에 작용하는 외력을 각 부재에 적절하게 전달하지 못했으며 이로 인해 구조물의 강성이 저하되는 현상이 나타났다. 설계 단계에서 일반적으로 구조 해석에 의해 결정되는 구조성능의 신뢰도는 접합부의 특성을 보다 면밀하게 고려했는지 여부에 따라 좌우 될 수 있다. 따라서 온실 구조 성능에 대한 신뢰성을 높이기 위해서는 온실에 사용되는 다양한 접합부를 고려할 수 있는 구조해석 기술의 개발이 필요하며 설계 기준에서 상세 설계 방법을 보다 명확히 규정해야 할 것으로 판단된다.

본 연구는 소형 파이프하우스 설계시 구조계산에 필요한 지점조건을 구명하기 위하여 실물크기의 파이프 하우스에 환산된 적설하중 및 풍하중을 재하하여 온실의 붕괴양상과 변위 및 변형도를 측정하였으며, 측정값을 여러 가지 지점조건에 대해 구조해석한 값과 비교 분석하였다. 온실에 작용하는 적설 및 풍하중의 등분포 하중을 집중하중으로 환산할 때 환산된 집중하중의 개수별로 하중효과를 비교 분석한 결과, 적설하중의 경우 최소 2개 이상의 집중하중으로 환산하는 것이, 풍 하중의 경우 각각의 등분포된 수압면의 하중을 1개씩의 집중하중으로 환산하는 것이 등분포하중과 유사한 하중효과가 나타나는 것으로 분석되었다. 변형도의 변화를 분석한 결과 적설하중 작용시에는 예측된 바와 같이 처마부위에서 붕괴된 것으로 나타났으며, 풍하중 작용시에는 풍상측의 처마와 지점부위의 변형이 가장 크게 발생하였고 다음으로 풍하측의 처마와 곡부의 변형이 크게 발생하였으며, 가장 큰 변형을 나타낸 처마가 위험부위로 판단되었다. 응력과 변위에 따른 지점조건을 분석한 결과 지점조건에 따른 변위의 크기는 변위방향과 모델종류에 관계없이 모두 지면고정 〈지하고정〈지면힌지〈지하힌지 순으로 나타났으며, 별도의 기초 없이 서까래를 땅속에 바로 매입하여 설치하는 소형 파이프 하우스의 구조설계시 지점조건을 매입깊이에서의 지하고정으로 하는 것이 바람직할 것으로 판단 되었다.

The purpose of this paper is to clarify the boundary condition of the joint members in the multi-span greenhouse. It is carried out that experiments for the rotational stiffness of the joint members used in both the field and the standards of the greenhouse constructions.

1. 30년 장기 연용구의 연작 대비 윤작에 의한 옥수수 및 콩의 수량증대는 옥수수보다 콩이 더 컸으며, 연작시 무경운에 따라 수량이 감소되었던 옥수수는 윤작에 의해 수량이 많이 회복되었다. 콩은 연 윤작구 모두 무경운에서도 수량이 감소하지 않았다. 2. 윤작구의 작물재배기간의 이산화탄소 누적발생량은 재배작물 및 처리간 차이가 없었으며, 메탄은 콩의 재배시 plow 경운구에서 생육초기에 증가하였다. 3. 아산화질소의 발생은 옥수수 생육초기 질소시비 후에 질소비료의 무기화 과정에서 발생량이 증가하였는데, 경운방법에 따라 차이가 뚜렷하여 chisel 경운에서 가장 높았고, 무경운에서 가장 낮았다. 4. 콩-옥수수 윤작체계에서 plow 및 chisel 경운에 비해 무경운(no-tillage)의 채택에 따라 작물의 수량 감소없이 콩 재배 시 메탄 0.7kgCha1 및 옥수수 재배 시 아산화질소 2~4kgNha1 발생량을 감소시킬 수 있었다.