풍하중 및 적설하중을 고려한 플라스틱 온실기초의 작용하중 산정

본 연구에서는 경제적이고 합리적인 온실기초설계를 위한 기초자료를 제공하기 위해 온실 구조물에 풍하중 및 적설하중을 받는 상부로부터 하부 기초에 전달되는 하중을 산정하였다. 사용한 기상자료는 전국 72개 지역의 1961년부터 2011년까지 연최대값 계열의 최대순간풍속 및 적설심 자료를 이용하였다. 재현기간에 따른 각 지역별 풍속 및 적설심을 산정하기 위한 확률분포모델은 Gumbel 적률법(Gumbel's method of moment)을 이용하였으며, 산정된 재현기간 30년의 풍속 및 적설심은 각각 적설하중과 속도압으로 변환하여 온실의 구조분석에 이용하였다. 온실구조는 내재해형 규격기준에서 비교적 널리 보급된 07-자동화-1형, 08-자동화-1형 및 10-자동화-1형 등 총 3가지 형태의 연동온실을 선정하였고, 내재해형 규격기준에 제시된 구조재 및 규격제원에 따라 본 온실에 대하여 모델링 및 구조해석을 SAP2000을 이용하여 실시하였다. 그 결과를 요약하면 다음과 같다. 첫째, 재현기간 30년을 기준으로 각 지역별로 풍속은 19.2∼49.5 m/s, 적설심은 4.1∼205.3 cm로 나타났다. 그리고 산정된 풍속과 적설심을 단위면적당 하중값으로 변환하면 우리나라 온실은 18.2∼121.5 kg/m2의 풍하중과 3.1∼463.1 kg/m2의 적설하중의 영향을 받을 수 있는 것으로 나타났다. 이때 전형적으로 다설 지역인 울릉도와 대관령을 제외하면 적설하중은 3.1∼104.6 kg/m2 정도로 나타났다. 둘째, 07-자동화-1형의 경우, 기초에 전달되는 온실의 고정하중(구조재)은 최대 312.07 kg이며, 물받이(Gutter)와 작물하중을 순차적으로 적용시키면 각각 332.7 kg, 437.17 kg의 수직하중(압축)을 받을 것으로 나타났다. 08-자동화-1형의 경우, 고정하중은 최대 312.49 kg이며, 물받이(Gutter)와 작물하중을 순차적으로 적용시키면 각각 최대 374.23 kg, 505.61kg의 수직하중을 받을 것으로 나타났다. 10-자동화-1형의 경우, 고정하중은 최대 445.65 kg이며, 물받이(Gutter)와 작물하중을 순차적으로 적용시키면 각각 최대 468.22 kg, 598.61 kg의 수직하중(압축)을 받을 것으로 나타났다. 셋째, 본 연구에서 적용한 최대하중인 120 kg/m2 (49.2 m/s)의 풍하중이 작용할 경우, 07-자동화-1형, 08-자동화-1형 및 10-자동화-1형은 각각 최대 1,557 kg, 3,891 kg 및 1,478 kg의 인발하중이 작용하는 것으로 나타났다. 넷째, 120 kg/m2의 적설하중이 작용할 경우, 07-자동화-1형, 08-자동화-1형 및 10-자동화-1형은 각각 최대 6,070 kg, 12,541 kg, 6,358 kg의 압축하중이 작용하는 것으로 나타났다.