비닐하우스 죔쇠의 성능 평가 = Performance Evaluation of Clamp for Plastic Film Covered Greenhouse

국문 초록 (Abstract)

서까래와 도리의 교차부를 결속함으로써 비닐하우스의 구조적인 강성을 확보해주는 부품을 죔쇠라 한다. 서까래-도리 교차부는 죔쇠의 조립에 의해 초기 결속력이 도입되며 그에 따라 발생하는 부재간의 압축력에 의해 바람과 눈 등의 외력에 저항하게 된다. 국내 비닐하우스의 86%를 차지하는 단동형 비닐하우스의 골조는 서까래와 도리만으로 이루어져 있기 때문에, 강관 교차부에서의 결속력이 구조적으로 매우 중요하게 작용한다고 볼 수 있다. 본 연구에서는 구조물의 성능과 밀접한 관련이 있는 죔쇠의 자유도별 성능을 평가하였다.
서까래-도리 교차 결속부만을 대상으로 시중에서 유통되고 있는 선형 및 판형 죔쇠로 결속된 시험편을 제작하여 미끄럼ㆍ회전 저항, 압축력 등 총 6자유도에 대한 성능을 3반복 평가하였다. 50 kN 용량의 유압식 가력기에 5 kN 및 10 kN 용량의 하중센서를 부착하고 각 자유도의 성능을 평가할 수 있도록 고안된 지그에 시험편을 고정하였다. 선형 죔쇠 시험편의 서까래와 도리는 각각 직경 31.8 mm, 25.4 mm, 두께 1.5 mm인 강관으로, 판형 죔쇠 시험편은 직경 25.4 mm, 두께 1.5 mm인 강관으로 구성하였다. 강관은 공칭항복강도와 인장강도가 각각 295MPa, 400MPa 이상인 KS D 3760의 SPVHS 강재를 사용하였으며 길이는 300mm로 절단하였다. 각 실험의 변위 측정을 위하여 LVDT를 설치하였으며 변위제어방식을 사용하여 5 mm/min 속도로 가력하였다.
강선 죔쇠의 서까래 축방향 미끄럼 강성은 죔쇠의 구조적인 특성에 의하여 정ㆍ부 방향이 서로 달랐고 각각 평균 191 N/mm, 122 N/mm이었으며, 도리 축방향 미끄럼 강성은 111 N/mm로 나타났다. 서까래 축방향을 회전축으로 하는 회전 강성은 1.4 MNㆍmm/rad, 도리 축방향을 회전축으로 하는 회전 강성은 0.6 MNㆍmm/rad, 서까래 축방향의 직각 방향 회전 강성은 0.8 MNㆍmm/rad으로 나타났으며, 죔쇠의 결속력은 840 N(Δ=1.0 mm)이었다. 강판 죔쇠의 서까래 축방향 미끄럼 강성은 정ㆍ부 방향이 각각 평균 864 N/mm, 1,177 N/mm이었으며, 도리 축방향 미끄럼 강성은 167 N/mm로 나타났다. 서까래 축방향을 회전축으로 하는 회전 강성은 4.6 MNㆍmm/rad, 도리 축방향을 회전축으로 하는 회전 강성은 3.8 MNㆍmm/rad, 서까래 축방향의 직각 방향 회전 강성은 0.8 MNㆍmm/rad으로 나타났으며,
죔쇠의 결속력은 4.4 kN(Δ=1.0 mm)이었다. 죔쇠의 접합성능을 고려한다면 비닐하우스의 구조성능 평가 시 보다 신뢰성 높은 설계성능을 제시할 수 있을 것으로 판단된다.