대형 스테인리스 지붕 열 거동 분석
대형 금속 지붕 시스템은 복잡한 구조와 운용 중 열 부하로 인한 주요 지점의 열 영향이 커서, 하중 지지 부재의 피로 파괴 및 구조 안전 위험을 초래합니다. 기존 연구는 주로 정적 실험이나 이상화된 수치 시뮬레이션에 의존하여, 실제 태양 복사열 하의 다층 연속 용접 스테인리스 지붕 시스템의 장기적인 현장 열 반응에는 한계가 있었습니다. 본 연구에서는 현장 측정, 이론 모델링 및 유한 요소 분석을 통해 대형 연속 용접 스테인리스 지붕(LCSR) 시스템의 비선형 열역학적 반응을 규명했습니다. 현장 측정 결과, 태양 복사열에 의한 지붕 온도 구배는 최대 28.4°C의 층간 온도차와 패널 길이 방향으로 5.9°C의 불균일 분포를 유발하며, 열 응력은 주변 온도에 비례하여 증가했습니다. 열전도 이론 기반의 지붕 패널 온도장 계산 모델을 제안하고, 현장 측정 및 유한 요소 결과와 비교하여 8.5~12.2%의 최대 오차로 검증했습니다. 유한 요소 매개변수 분석을 통해 패널 폭과 서까래 간격이 LCSR 시스템의 열 변형을 지배함을 확인했습니다. 패널 폭을 300mm에서 500mm로 늘리면 변위가 175% 증가하고 열 응력은 14.2% 감소했습니다. 서까래 간격을 600mm에서 1500mm로 늘리면 변위가 31.4% 증가하고 응력은 8.6% 감소했지만, 패널 두께는 기계적 반응에 미미한 영향(<1%)을 미쳤습니다. 이 다중 방법론 프레임워크는 비선형 온도 응력 예측에서 기존 단일 매개변수 모델의 정확도 한계를 극복하며, 대형 금속 지붕의 열-기계적 연성 설계 기준 수립을 위한 이론적 토대를 제공합니다.