외장재설계용 풍하중

외장재 풍하중의 정의

외장재설계용 풍하중은 건축물 외피 부재에 작용하는 설계풍압이다.

창유리, 커튼월, 지붕 마감재처럼 바람을 직접 받는 부재가 대상이다.

외장재는 파손과 탈락 사고로 이어지기 쉬워 따로 산정한다.

주골조와 외장재 구분

골조 풍하중은 건물 전체의 수평력을 다룬다.

외장재 풍하중은 국부 풍압 분포를 다루므로 면적과 위치를 따진다.

면적이 작을수록 국부 풍압 계수가 크게 적용된다.

속도압 계산

속도압은 공기밀도와 풍속의 제곱에 비례하는 동압이다.

표준 공기밀도 1.225kg/m³에서 풍속 40m/s를 대입하면 약 980Pa이다.

실제 설계에서는 여기에 노풍도, 풍력, 가스트 계수 등을 곱해 설계풍압을 구한다.

외압과 내압 계수

앞 문제의 답은 4배다. 속도압은 풍속의 제곱에 비례하기 때문이다.

외압계수는 건물 표면의 위치마다 달라 모서리와 처마에서 크게 나온다.

내압은 개구부 크기와 위치로 정해진다. 한쪽 면이 크게 열리면 가장 불리하다.

외압과 내압의 차이에 속도압을 곱해 설계풍압을 구한다.

정압은 면을 밀고, 부압은 빨아당긴다. 외장재는 부압이 지배적인 경우가 많다.

창유리 분할 예시

창유리 설계는 풍압을 먼저 구한 뒤 패널 크기와 지지 간격을 정하는 순서다.

연속 18m 창유리를 폭 2m 단위로 나누면 9개 구간이 생긴다.

각 구간은 높이 3.6m 패널이며 수직 멀리온과 트랜섬에 끼워 고정한다.

풍압은 가스켓을 통해 멀리온으로 전달되고, 멀리온은 보로 거동한다.

따라서 멀리온은 3.6m 스팬의 휨과 처짐을 검토해야 한다.

흔한 실수

시험에서 자주 틀리는 세 가지를 정리한다.

첫째, 주골조 풍하중과 외장재 풍하중을 혼동하는 것이다.

둘째, 면적과 위치에 맞는 국부 풍압계수를 고르지 않는 것이다.

셋째, 풍압을 구하고도 유리 두께와 고정방식을 연계하지 않는 것이다.

정리

정리하면 외장재 풍압은 속도압에 계수의 차를 곱해 구한다.

국부 최대 풍압으로 부재를 검토하고 고정방식을 맞춘다.

이것으로 외장재설계용 풍하중의 기본 절차를 마친다.