The Necessity of Structural Performance Informations of Sandwich Panels for The Stability of Industry Building using Sandwich Panel as Roof Assemblies.

지붕하중 증가에 따른 공장건물 안정성확보를 위한 지붕외장재의 구조성능정보의 필요성

The strength ratio of the main structures of buildings gradually increasing, due to the advances made in analysis and cost saving techniques. In this study, to examine the stability of industry buildings using sandwich panels as roof assemblies, we examine the changes in the moment strength ratio of the main structures caused by increasing the roof load. This study adopts the PEB structure and three H-steel structure as the structural analysis models. In the case where the additional load exceeds about 11% of the roof design load, the strength ratio exceeds 1 for the main structure. In the case where the additional load exceeds about 36%(of the roof design load), the working moment exceeds the plastic moments, which leads to major damage to the structure. This study compares 1) the maximum load according to the purlin spaces, 2) the maximum load by KS, and 3) the maximum load calculated from the test results of the manufacturer.The maximum bearing load of the panels determined by all three methods exceeds the structure failure threshold load of the main structure. This study provides evidence that an unexpected increase in the roof load might cause the whole structure to collapse, due to the failure of the main structural members, before the failure of the roof assemblies. Therefore, information on the structural performance of the sandwich panels is required for the structural design, and the sandwich panels should be considered to be an integral part of the overall structural design.

구조해석기법의 발전과 경제성을 중시하는 현실에 의해 건축물 주골조의 모멘트 강도비($M_u/{\Phi}M_n$)는 점차 증가하고 있다. 따라서 본 연구에서는 지붕재로 샌드위치패널을 사용하는 건축물의 안전성검토를 위하여, 지붕하중의 증가에 따른 구조해석을 실시하여 주구조부재의 $M_u/M_y$와 $M_u/M_p$의 변화를 검토하였다. 해석모델은 PEB구조 건물과 일반 H형강구조 건물을 대상으로 지붕하중을 증가시켜 구조해석을 실시하였다. 해석결과 해석모델의 지붕 설계하중의 약11% 증가할 경우, 주구조부재의 $M_u/M_y$가 1을 초과하였고, 약 36% 증가할 경우 작용모멘트가 소성모멘트보다 커져 부재의 파괴가 예상되었다. 중도리간격에 따른 지붕외장재가 지지할 수 있는 최대하중, KS기준에서 제시한 최대하중, 외장재생산업체의 시험값으로 산정한 최대하중을 비교하였다. 3가지 방법으로구한 패널이 지지할 수 있는 최대하중값은 주구조부재의 파괴가 예측되는 하중보다 큰 값을 나타내었다. 따라서 예상치 못한 지붕하중 증가로 인해 외장재의 파괴이전에 주구조부재의 파괴로 인한 구조물 전체 붕괴가 발생할 수 있으므로 안전성 확보를 위해서는 지붕외장재의 구조성능에 대한 정확한 정보의 필요성과 외장재 역시 구조설계대상임을 알 수 있었다.