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학문적인 검증 및 설계에 대한 규준 없이 수행되는 국내의 금속지붕 시스템은 심각한 손상 및 탈락사고가 반복적으로 발생되어 왔다. 본 연구에서는 일반적인 금속지붕인 Z-bar 시스템의 구성을 위치와 기능별로 분류하고, 이를 적용한 금속지붕의 피해사례 분석을 통해서 파손의 주요원인을 개선한 금속지붕 직접고정 시스템을 제안하고, 지붕 구조체의 하중전달 구조요소를 MIDAS와 ABAQUS 프로그램으로 수치해석하여, 각 요소에서의 변위와 긴결부의 인발력을 분석하였다. 유한요소해석 결과 직접고정 시스템은 Z-bar 시스템보다 변위가 현저히 감소되었고 긴결앵커가 본 구조체인 퍼린에 직접 고정되므로 인발내력에 대한 저항이 커짐을 확인하였으며, 이를 다양한 금속지붕에 적용할 경우 구조적으로 안전성을 향상시키고 경제성이 확보될 것으로 판단된다. 추후 개발한 시스템을 보완하여 구조적으로 안전성을 향상시킬 수 있는 시스템에 대한 연구를 지속적으로 수행할 계획이다. 또한 지붕시스템의 구조 성능평가를 위한 이론적인 제안식을 제안하고 긴결앵커의 인발실험을 수행한 후 유한요소 해석을 통한 검증으로 철판에 고정되는 앵커의 인발내력 산정식을 제안하고자 한다.
Domestic roof product manufacture design without structural design verification test has given rise to serious damage and failure of metalroofs. The existing conventional indirect fixation roof system cause excessive stress concentration and deformation in z-bar flange to which upper andlower plate is screwed. This improved direct fixation roof system uses the penetration stud without load transfer medium, so that it has little stressconcentration and deformation. In this study, It is proposed that direct fixation system of roof system is more structurally safe and excellentthan z-bar system. To prove this, Elements of two roof systems are classified by location and function and then load transfer mechanisms ofkey elements are investigated. Lastly two roof systems are verified comparison through plastic analysis.
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Direct fixation system, FEM Analysis, Metal roof, Metal connecter, negative pressure, Upward force, z-bar system, ZIP method
