내진설계 건축 인허가를 위한 컨테이너구조 계산

 2층 컨테이너 내진 구조 해석
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컨테이너 건축 평수 : 3x9 m 2동, 2층 구조 (약 16.5평)
컨테이너 구조 : 수출용 컨테이너 구조 + 구조 보강
구조상 중요 보강부 : 지붕부의 설하중에 대한 보강, 바닥부에 대한 처짐 보강
기둥부의 보강
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아래 도면은 1층 & 2층 구조이지만 살짝 어긋나게 적재를 하여 올린 컨셉 도면
입니다. 수없이 많은 타입의 구조계산 도면 작업을 해 봤지만 처음으로 크기가
3x9m 2층 컨테이너 내진설계 구조 계산은 처음 입니다.
일반 농막컨테이너 제작 공법 및 들어가는 철판의 두께, 용접 등으로 계산 하면
절대 패스 하지 못하지만 모든 설계를 깡통박사에게 일임 해 줘서 설계 후에
내진 구조계산 진행을 하였습니다.
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컨테이너 건축에서 지붕 면적이 넓어지면 내진설계에 무조건 더 불리 해 집니다.
수출용 컨테이너 폭은 2.4 미터이고 이와 같은 구조는 폭이 3 미터이기 때문에
수출용컨테이너 구조보다 더 튼튼해야 하거나 또는 그에 준하는 구조 보강이
뒤따라야 내진해석 통과가 됩니다.

아래는 지붕쪽에 300 mm 간격으로 보강재가 들어 갔습니다.

수도 없이 언급 했지만 컨테이너지붕 강도는 거의 없다고 생각하면 됩니다.

현재의 보강 이외에 지붕은 100 mm 샌드위치 판넬을 덮어 주었슴에도

이와 같은 각 파이프 보강을 또 해줘야 하는 결과가 나온것 입니다.

컨테이너 2층 부분은 1100 mm가 튀어 나간 구조 입니다.

튀어 나간 아래쪽에는 H빔으로 4 포인트 지지를 해주었고 지면과 닿는 부분은

기초 앵커 볼트 고정을 하도록 해 주었습니다.

2층으로 올라 가는 계단은 철재 계단 입니다.
물론 계단 또한 내진구조해석 에 포함이 됩니다.
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참고로 현재의 구조계산은 컨테이너하우스 신축을 위한 구조 해석이 아닙니다.
내부 구조를 보면 아무것도 없습니다. 오로지 출입문과 창문이 고작 입니다.
컨테이너하우스 강도보다 더 세야 하는 용도의 컨테이너건축 입니다.

보여지는게 휑하니 선들만 보여져 의도적으로 컨테이너 외부에 옷을 입혀

보았습니다. 2층 컨테이너구조 형상을 이해 하는데 도움이 될것 입니다.

건축법에 나오는 내진설계 부분에서 몇가지의 변수가 생기는 부분만 나열 해 보겠습니다.

#활하중 이란 : 살아 있는 움직이는 하중들에 대한 계산 입니다.

움직이는 하중이라 하면 건물 내에서 사람이 걸어 다니고 뛰어 다니는

그런 하중값 입니다.

극단적으로 비교를 해 보자면 일반 컨테이너주택 활하중과 무거운 차량이

이동하고 움직이는 다리 위에서의 활하중은 다르겠지요 ?

인허가 신청을 하는 건축물의 허가 내용에 따라 입력되는 활하중 값에 따라

제작 되는 구조에 미치는 영향은 어마어마한 차이가 있습니다.

설하중 (雪荷重) 입니다.
눈이 쌓여서 아래쪽으로 힘을 주는 하중 (Load) 입니다.
건축법에서 정하는 설하중에 대한 계수값은 이 좁은 대한민국 땅에서도
지역에 따라 많은 차이가 납니다.
눈이 거의 오지 않는 부산과 눈이 많이 내리는 강원도와는 많은 차이가 납니다.
수출용이든지 농막용이든 어떤 컨테이너든 설하중에 대한 문제는 생깁니다.
문제라 함은 지붕쪽이 약하다는 것으로 무조건 구조 보강을 해야 한다는것 입니다.
이 부분을 간과 하는 경우가 아주 많이 있습니다.
컨테이너 지붕은 튼튼 할것이라는 잘못된 믿음(?) 때문도 많이 있습니다.

아래는 지진에 의한 구조해석 결과 입니다.
지진 때문에 발생하는 힘의 방향이 X, Y, Z축에 따라 컨테이너 구조에 미치는
영향과 이에 대한 반력의 값도 달라 집니다.
아래는 길이 방향으로 미치는 Y축 값에 대한 결과 입니다.
가운데 방향이 빨간색으로 보여지고 이 부분에 힘이 제일 많이 가해진다는
결과값 입니다. 반대로 파란색일수록 가해지는 힘이 약하다는 것입니다.

일반적인 컨테이너 건축에서 수출용이나 농막용 컨테이너 구조는 비슷합니다.
들어가는 철자재의 두께와 간격들 때문에 강도의 차이가 나지만 구조체가
형성이 되어지는 것은 거의 같습니다.
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컨테이너 구조는 오픈되는 부분이 많이 있습니다. 철판을 절곡 해야 하고,
안쪽의 공간을 넓히고 또는 용접 때문 등 여러 이유들 때문에 오픈 되어지는
부분이 많이 있습니다.
하지만 구조해석을 하면 오픈 부분은 좋은 영향을 주지 않습니다.
오픈 되어진 부분이 벌어지려 하고 철 구조체에 악영향을 줍니다.
이때는 박스 형상으로 만들어 주면 단면적이 올라가고 안정적인 형상이
되어지기 때문에 강성이 많이 올라 갑니다.
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하부 레일 BSR을 길이 방향으로 덧댄 철판으로 박스 형상으로 만들어 주고
코너 포스트 기둥 또한 철판을 용접하여 박스 형상으로 만들라는 보강안이
나왔습니다.
요약 하자면 "ㄷ" 형상을 "ㅁ"형상으로 만들어 주면 좋다는 의미 입니다.

위에서 언급했던 지붕쪽 설하중에 대한 보강안 입니다.
처짐에 대한 강성을 주기 위하여 각 파이프 보강을 해야 한다는 결과값 입니다.

아래는 2층 컨테이너 하중이 1층에 전달이 되기 때문에 1층에서 떠 받들어
줘야 한다는 표시 입니다.
화살표 부분은 들떠 있습니다. 떠 있는 부분에 블럭을 넣어주고 1층의
벽체에는 기둥을 넣어 보강 하라는 의미 입니다.

컨테이너 설계 출신
깡통박사의 컨테이너 이야기는 계속 됩니다.

유튜브, 네이버에서 깡통박사 검색 하시면 많은 자료가 있습니다.