Transcript seminarlee

스틸하우스 성능 향상을 위한 공법 개선
강구조연구소 박판구조연구팀
구조별 공법 개선
스틸하우스
(2층 이하)
스틸 빌라
(4층 이하)
공통
기존 공법
개선 공법
I형 /BOX형 헤더
L헤더
X브레이싱 전단벽
면전단 벽체
배관을 위한 조이스트 천공
평트러스
조이스트 바닥의 층고
층고절감형 바닥
나사접합
공기압 핀 접합
습식 온돌
건식 온돌
스틸하우스 – L 형헤더
헤더 소요 MD 과다

벽체 제작 공정의 30 ~ 50 % 차지
L형헤더벽체 전면 후면에 이중으로 설치
헤더 단부에 크리플 스터드 설치
플랜지
벽체 트랙
48시리즈 평머리 나사를
L-헤더 플랜지 끝단으로
부터 2cm 떨어지도록 체결
L-헤더 단부는 킹스터드가 지지해주어야 함
벽체 스터드
하중 작용점(크리플 스터드의 중심)
웨브
두께
48시리즈 평머리 나사를
L-헤더 플랜지와 웨브
끝단으로 부터 2cm
떨어지도록 체결
48시리즈 평머리 나사를
30cm 간격으로 체결
L-헤더
L-헤더 플랜지
(4.0cm)
L-헤더 웨브
(웨브 길이는
RIST 규격 참조)
킹스터드
크리플 스터드
벽체 개구부
스틸하우스 – L 형헤더
L-헤더 규격(안)

플랜지 폭은 4 cm
웨브는 10 ~ 30 cm
플랜지 (4.0 cm)
웨브 (10 ~ 30 cm )

t (0.8 ~ 2.5mm)
2-300L16
두께
웨브 길이
L-헤더 개수
[ L-헤더 제원(RIST안) ]
[ L-헤더 표기(RIST안) ]
스틸하우스 L 형헤더
구조실험을 통한 성능검증
[ 중력방향 하중에 대한 좌굴거동 ]
[ 인발하중에 대한 좌굴거동 ]
스틸하우스 - L 형헤더
시공성 평가
(a) I형 헤더의 설치
(b) 잼스터드의 설치
(a) 제작이 완료된 벽체와 L-헤더
(c) 씰 트랙, 하부 크리플 스터드 설치
(d) 헤더 트랙, 크리플 스터드 설치
(b) L-헤더의 고정
[ I형 헤더 개구부의 시공과정 ]
[ L-헤더 개구부의 시공과정 ]
스틸하우스 L 형헤더
L-헤더 설계자료(중력방향 하중에 대한 허용스팬표)
스틸하우스 L 형헤더
L-헤더 설계자료(단면특성표)
스틸하우스 L 형헤더
L-헤더 설계자료(인발하중에 대한 허용스팬표)
스틸하우스 – 면전단벽체
X브레이스 + 면재  면전단재

OSB 및 구조용 합판을 면전단재로 사용
단부(외주부)
내부(내주부)
스틸하우스 – 면전단벽체
끝벽의 소요전단벽 길이 = OO% x 측벽길이
측벽의 소요전단벽 길이 = OO% x 끝벽길이
소요전단벽 길이 = w1 + w2 + w3 + w4
기본풍속(m/sec)/노풍도
25(B)
벽체위치
경사도
25(A)
30(C)
35(C)
35(D)
35(B)
40(B)
40(C)
25(C)
30(B)
끝벽
측벽
지붕 아래 벽체
4:10
15(10)
25(15)
35(20)
45(30)
60(35)
2 층의 1 층벽체
4:10
35(20)
55(35)
80(45)
- (60)
-
지붕 아래 벽체
4:10
30(15)
45(25)
60(35)
80(50)
- (60)
2 층의 1 층벽체
4:10
45(25)
75(45)
- (60)
- (80)
-
1
2
스틸하우스 – 면전단벽체
최대 전단 내력
면재의 종류에 따른 벽체 전단 성능
2
1.8
1.6
1.4
1.2
1
0.8
0.6
0.4
0.2
0
구조용합판 12mm
OSB 12mm
구조용합판 9mm
OSB 9mm 2ply
1
부재상세
허용내력
(외부 / 내부)
(kg/m)
12 ㎜합판 / 12 ㎜석고보드
383
설치방법
1. 스터드 중심 간격
60 ㎝ 기준.
2. 면재접합스크류 : No. 6 @ 150/300
12 ㎜ OSB / 12 ㎜석고보드
462
12 ㎜합판 + Holdown
810
3. 벽체 내부면 12 ㎜ 석고보드 부착
4. 허용내력은 안전율 2.5 고려
5. 1.2m 간격 앵커볼트 설치
12 ㎜ OSB + Holdown
620
스틸하우스 – 면전단벽체
스크류 접합 간격에 따른 벽체 전단 성능
내부(내주부)
최대 전단 내력
단부(외주부)
2
1.8
1.6
1.4
1.2
1
0.8
0.6
0.4
0.2
0
100/200
150/300
구조용합판
OSB 합판
표 4.2 벽체 체결 계획
접합부
긴결재의 개수와 종류
1
간격
상부 트랙 또는 하부 트랙과
스터드의 접합
2-42시리즈 나사
각 스터드의 단부의
플랜지에 1개씩
구조 쉬딩재(OSB 합판 또는
일반 합판)와 골조 접합
35시리즈 나사2
단부스터드에 15cm 간격
내부스터드에 30cm 간격
12mm 석고 보드와 골조 접합
35시리즈 나사
단부스터드에 15cm 간격
내부스터드에 30cm 간격
스틸하우스 – 면전단벽체
스크류 접합 간격에 따른 벽체 전단 성능
최대 전단 내력
2
1.5
1
0.5
0
0%
20%
40%
가력 수직하중 (설계하중대비)
전단실험 A
전단실험 B
• 1층 전단벽 확보 비율 20% 이상 감소 가능
• 2층 전단벽 확보 비율 10% 이상 감소 가능
60%
스틸하우스 – 면전단벽체
풍하중 및 지진하중에 의한 벽체의 안정성 평가
수평하중과 수직하중 동시 가력
스틸하우스 – 평트러스
설비 배관을 위한 천공
조이스트 부재의 허용스팬 제한적
[ 천공 후 보강되지 않은 조이스트 ]
[ 자유로운 배관이 가능한 평트러스 ]
스틸하우스 – 평트러스
Square End Type(SE Type)
Underslung Type(EE Type)
(a) 해석모델(길이 4.8m, 높이 60cm, 등분포 하중 3kgf/m)
(b) 부재들에 작용하는 축력(+ 인장, - 압축)
[ SE Type 평트러스의 부재력 ]
(a) 해석모델(길이 4.8m, 높이 60cm, 등분포 하중 3kgf/m)
(b) 부재들에 작용하는 축력(+ 인장, - 압축)
[ EE Type 평트러스의 부재력 ]
스틸하우스-평트러스
구조실험을 통한 성능검증
SE Type 평트러스가 EE Type 평트러스 보다 집중하중에 유리함
[ C형 스터드가 적용된 SE Type 평트러스의 좌굴거동 ]
[ C형 스터드가 적용된 EE Type 평트러스의 좌굴거동 ]
스틸하우스 – 평트러스
진동 실험을 통한 사용성 평가
[ OSB 마감 조이스트 바닥판(J1) ]
[ C형 스터드 적용 EE Type 평트러스(C2) ]
[ 데크 설치 조이스트 바닥판(J2) ]
[ PRY 자재 적용 SE Type 평트러스(P1) ]
[ C형 스터드 적용 SE Type 평트러스(C1) ]
[ PRY 자재 적용 EE Type 평트러스(P2) ]
스틸하우스-평트러스
평트러스 설계자료(부재사양표)
길이 3.0 ~ 12.0 m , 높이 30 ~ 60 cm , 배치간격 45 ~ 120 cm , 지점조건 SE , EE Type
층고 절감형 바닥 구조-특징
층고 저감
공정 단순화
2시간 내화성능 확보
콘크리트 62T
키스톤 플레이트
0.5Tx760x18
최소두께 367mm
방화석고보드 12.5T 2겹
미네랄울 60K이상 50T이상
조이스트 240mm이상
풔링찬넬
C-22x40x60x0.5T@300
<조이스트 바닥 시스템>
<내화구조용 합성 평데크>
층고 절감형 바닥 구조-효과
층고 저감
기존 조이스트 내화바닥
시멘트 몰탈(메탈라스 0.45kgf/m2) 24mm
시멘트 몰탈(판넬히팅) 26mm
경량기포콘크리트 70mm
508 mm
무근 콘크리트 100mm
(#8 W/M-150x150)
키스톤플레이트 0.5Tx760x18
조이스트 240mm 이상
미네랄울 60K 이상 50mm 이상
풔링찬넬 C-22x40x60x0.5T@300
방화석고보드 12.5mm
방화석고보드 12.5mm
시멘트 몰탈(메탈라스 0.45kgf/m2) 24mm
시멘트 몰탈(판넬히팅) 26mm
경량기포콘크리트 50mm
PE 필름 0.03mm
경질 우레탄 폼 보온재 30mm
철근 콘크리트 130mm
데크 플레이트 1.2mm
브라켓 2.0x20x50x40
캐리어 0.8x25x12
M-bar 0.4x37x14
석고보드 9.5mm
<습식온돌>
317 mm
337 mm
층고절감형 내화 바닥
시멘트 몰탈(메탈라스 0.45kgf/m2) 24mm
시멘트 몰탈(판넬히팅) 26mm
단열콘크리트 60mm
PE 필름 0.03mm
철근 콘크리트 130mm
데크 플레이트 1.2mm
브라켓 2.0x20x50x40
캐리어 0.8x25x12
M-bar 0.4x37x14
석고보드 9.5mm
<건식온돌>
층고 절감형 바닥 구조-디테일
상부 벽체 시공 후 바닥 콘크리트 타설
내부 내력벽
내력벽 스터드
내력벽 트랙
스크류(직경 4.8mm 이상)
비대칭 접합앵글
데크 플레이트
와이어 매쉬(D6-100x100)
비대칭 접합앵글
내부 내력벽
콘크리트(f'ck = 210kgf/cm^2 이상)
내력벽 스터드
내화구조용 합성 평데크 플레이트
내력벽 트랙
스크류(직경 4.8mm 이상)
비대칭 접합앵글
와이어매쉬(D6-100x100)
콘크리트(f'ck = 210kgf/cm^2 이상)
내화구조용 합성 평데크 플레이트
볼트(M12 이상, 와셔 사용)
볼트(M12 이상, 와셔 사용)
층고 절감형 바닥 구조-디테일
바닥 콘크리트 타설 후 상부 벽체 설치
내부 내력벽
콘크리트
비대칭 접합앵글
와이어 매쉬
내력벽 스터드
데크 플레이트
콘크리트 스크류(체결간격 45cm)
내력벽 트랙
스크류(직경 4.8mm 이상)
지점 상부근(D10@300)
와이어매쉬(D6-100x100)
접합앵글(길이 80mm)
스크류(직경 4.8mm 이상)
내화구조용 합성 평데크 플레이트
볼트(M12 이상, 와셔 사용)
층고 절감형 바닥 구조-디테일
바닥 콘크리트 타설 후 상부 벽체 설치
콘크리트(f'ck = 210 kgf/cm^2 이상)
콘크리트
와이어 매쉬(D6-100x100)
T형 보
와이어 매쉬
강관기둥
데크 플레이트
내부 내력벽
비대칭 접합앵글
T형 보
아크 스폿 용접
내화구조용 합성 평데크 플레이트
층고 절감형 바닥 구조-디테일
[ 접합부 시험체 ]
[ 일반형 볼트 접합 시험체 ]
[ 스크류 접합 시험체 ]
[ 용접 접합 시험체 ]
[ 보강형 볼트 접합 시험체 ]
[ 철근 트러스 데크 시험체 ]
특수못을 이용한 접합기술
목조 대비 노무비 상승요인

골조 노무비 상승 요인중 50 %가 나사 접합부 시공 M/D
해외 현황

미국의 경우 스틸스터드-OSB간 접합의 90(%), 스틸스터드스틸스터드간 접합의 20(%)에 이용
스틸하우스
140%
133%
120%
100%
목조주택
112%
100%
100%
80%
60%
40%
20%
0%
골조공사노무비
전체공사노무비
<스틸하우스/목조 노무비 비교>
Paslode
ET&F
특수못을
이용한 접합기술
공구사양
중량
3.23kg
중량
2.95kg
Nail Capacity
250 nails
-
-
Operating psi
80-120
-
-
Special Coil Nail
규격
NAIL 사양
45mm x 3.0mm
AKN-100-0150NA
규격
38,50mm
전단변형각(×10
-3
rad)
특수못을 이용한 접합기술(STEEL-OSB)
12
10
8
6
4
2
공기압 삽입 핀
스크류
● 1)
0
50/200
100/200
150/300
접합철물의 간격(mm)
전단변형각(×10
-3
rad)
<전단변형각 (200%cycle) - 12mm OSB사용>
12
10
8
6
4
2
공기압 삽입 핀
● 1)
스크류
0
50/200
100/200
150/300
접합철물의 간격(mm)
< 전단변형각 (200%cycle) - 9mm 합판사용>
건식온돌과 습식온돌
구조 성능
조
건
결
과
바닥조이스트
180JL18 이용
습식바닥
최대 스팬 300cm
건식바닥
최대 스팬 550cm
바닥스팬
370cm 가정
습식바닥
180JL20 이용 (2.0T)
건식바닥
180JL14 이용 (1.4T)
비
고
* 조이스트 450mm간격 설치
* 건식바닥:합판+건식온돌
= 50kg/㎡ 적용
* 습식바닥:메탈데크+경량콘
크리트+경량기포콘크리트+
습식온돌 = 450kg/㎡ 적용
시공성

습식온돌 시공시 누수 및 평면 가변성 확보 문제
건식온돌과 습식온돌
건식 고가형 (ALT-1)
건식 저가형 (ALT-2)
습식 저가형 (ALT-3)
- 건식온돌 (38mm)
- 베이스패널 (50mm)
- OSB합판 (19mm)
- 건식온돌 (38mm)
- OSB합판 (19mm)
- 습식온돌 (50mm)
- 경량기포콘크리트 (60mm)
- OSB합판 (19mm)
- 차음용클립 + 훠링채널
- 천장석고보드 (9mm) 2겹
- 차음용클립 + 훠링채널
- 천장석고보드 (9mm) 2겹
- 차음용클립 + 훠링채널
- 천장석고보드 (9mm) 2겹
Diaphragm
OSB 합판
OSB 합판
OSB 합판
바닥 자중
102 kg/m2
51 kg/m2
241 kg/m2
천장 구조
뜬 천장형 구조
뜬 천장형 구조
뜬 천장형 구조
상
세
• 베이스패널로 중량감 확보
• 본드 및 나사에 의한 연결
특
징
• 가장 단순한 건식바닥형태
• 국내 시공실적 있음 (평창동 등)
• 국내현장 적용중인 습식바닥
• 구조용합판 사용으로 시공성개선
• 다이아프램 -> 구조용 합판 사용 (데크플레이트 시공 어려움 보완)
• 조이스트 간격 600mm -> 스터드 간격과 일치 (국내 시공현장 600mm간격 사용)
• 조이스트 부재 -> 240JL16 (표준형으로 국내 시공현장에서 가장 많이 사용)
건식온돌과 습식온돌
바닥 충격음 성능
1) 중량충격음 차단성능
- 건식 고가형(L-40) > 습식 저가형(L-35) > 일반 RC슬래브(L-30)
2) 경량충격음 차단성능
- 습식 저가형(L-50) > 건식 고가형(L-55)
> 일반 RC슬래브(L-55)
비닐장판 2mm
습식온돌 60mm
경량기포콘크리트 50mm
콘크리트 슬래브 130mm
3) 음향 투과 손실
- 습식 저가형(STC-65) > 건식 고가형(STC-63)
> 건식 저가형(STC-62)
달대
채널 12x12x0.6
석고보드 15mm
< 비교대상 일반 RC 슬래브 사양 >
건식온돌과 습식온돌
바닥 진동 성능
•습식바닥 시스템
- 경량/기포콘크리트타설
- 습식온돌
성능
바닥시방
GOOD 습식온돌 50mm
경량기포콘크리트 60mm
경량콘크리트 160mm
데크 1.6mm
180JL16
습식온돌 50mm
경량기포콘크리트 60mm
경량콘크리트 80mm
키스톤플레이트 0.5mm
180JL16
습식온돌 50mm
콘크리트 80mm
데크 1.6mm
300JL16
스팬
(m)
바닥자중
(kg/m2)
진동성능
3.7
470
V3 이하
3.4
320
V5 이하
4.5
330
V5 이하
건식온돌과 습식온돌
바닥 진동 성능
성능
•건식바닥 시스템
- 압축성형 시멘트판
- 건식온돌
바닥시방
스팬
(m)
바닥자중
(kg/m2)
진동성능
3.0
230
V5
5.4
280
V5
3.4
160
V10 이하
3.4
120
V30 이하
건식온돌
경량기포콘크리트 60mm
경량콘크리트 80mm
키스톤플레이트 0.5mm
180JL16
습식온돌 50mm
경량콘크리트 80mm
데크 1.6mm
300JL16
습식온돌
경량기포콘크리트 60mm
OSB 19mm
240JL16
건식온돌
압출성형시멘트판 50mm
OSB 19mm
Normal 240JL16
결론
스틸하우스
(2층 이하)
스틸 빌라
(4층 이하)
공통
개선 공법
적용
L헤더
작은 스팬의 개구부 적용
면전단 벽체
30(B)이하 지역
개구부 면적이 적은 평면
구조용 트랙
-
평트러스
트러스 높이 : 30~60cm
합성 구조용 데크 바닥
1시간 내화 구조 (4m스팬)
공기압 핀 접합
STEEL-OSB 접합에 사용
건식 온돌
성능 향상을 위한
중량 보드/천정차음재 설치