막재 재료특성

막재의 정의

막재는 얇은 면재로, 인장력만 전달하여 막구조의 힘을 담당한다.

압축과 휨에는 거의 저항하지 못하므로 당겨지는 힘만 받는다.

설치할 때 초기장력을 주어 형상을 고정한다.

구성과 대표 재료

막재는 기재 섬유와 코팅재로 이루어진 복합재다.

기재 섬유는 인장력을 받고, 코팅재는 방수와 내후 성능을 준다.

대표 재료는 PTFE 코팅 유리섬유, PVC 코팅 폴리에스터, ETFE 필름이다.

직물은 두 방향 강성이 달라 두 방향을 따로 시험한다.

초기장력과 강성

막재는 압축과 휨을 받지 않으므로 초기장력을 미리 준다.

초기장력이 있어야 외력이 작용해도 응력이 0 아래로 내려가지 않는다.

막구조의 강성은 재료 자체보다 초기장력과 형상에서 확보된다.

그래서 답안에서는 강성과 강도를 구분해 쓴다.

강도 항목과 기준

강도는 주로 인장강도로 평가하고, 방향별로 측정한다.

직물은 경사와 위사의 성질이 달라 두 방향을 모두 확인한다.

인열강도는 찢김에, 접착강도는 기재와 코팅재의 분리에 대한 저항이다.

크리프는 장기 인장력에서 막이 늘어나 초기장력이 줄어드는 현상이다.

안전율 계산 예제

안전율은 인장강도를 사용 인장력으로 나눈 무차원 값이다.

가상의 막재 띠에서 인장강도는 60 kN/m, 사용 인장력은 12 kN/m이다.

대입하면 안전율은 60을 12로 나눈 5가 된다.

안전율이 1 이하이면 파단 위험이 있어 재료나 형상을 바꾼다.

정리

앞 문제의 정답은 4다. 40을 10으로 나누면 된다.

막재는 인장력만 전달하고, 강성은 초기장력과 형상에서 생긴다.

품질기준은 인장·인열·접착 시험값과 장기 변형을 함께 본다.

시험에서는 강도와 강성을 구분해 쓰는 것이 핵심이다.