[FSCM KOR ver.] 파사드 구조 계산 매뉴얼 4.1 지점 편

 

들어가면서

 

지금까지 부재 각각에 가해지는 힘에 대해서 다루었다면, 이번 포스트에서는 그 부재를 지지하고 있는 점에 대해서 이야기를 해보려고 한다. 이렇게 부재에 가해지는 힘이 지반이나 다른 곳을 전달되는 부분을 지지점 (support)라고 하는데 지지점의 종류에 따라서 구하는 반력의 개수가 달라진다. FSCM 은 이후에 그래스호퍼의 카람바를 다루기 때문에 카람바에서의 지점 컴포넌트에 대해서도 짧게 설명한다.

 

(1) 지점의 종류

 

 

지점에는 대표적으로 롤러(roller), 힌지(hinge), 고정단(fixed) 가 있다. 각 지점은 구속시키는 방향과 개수가 다르다.

 

• 롤러: 굴러가는 방향은 구속되지 않고, 상하 움직임, 즉 직각 방향이 구속된다. X,Y 수평 변위와 회전은 허용된다. 직각 방향만 구속되어 있기 때문에 1개의 반력만이 생긴다.
• 힌지: 수직, 수평의 움직임은 구속된다. 그러나 회전은 허용되어 구속된 수직, 수평에 대해 반력 2개가 생긴다. 힌지는 다른 용어로 핀접합(pin connection)이라고 부르기도 한다.
• 고정단: 고정단은 셋 중에서 가장 단단하게 고정되는 형태로, 수직, 수평, 회전까지 모두 구속된다. 따라서 반력이 3개가 생긴다. 철 부재끼리 용접하거나 전봇대의 하단부가 고정단의 사례이다. 고정단의 다른 용어로는 강접합 있다. 고정단 접합을 만드는 것은 롤러나 힌지보다 까다로운 공정이어서 비용이 많이 든다.

 

힌지 접합 빔과 강접합 빔 비교 Comparing hinge support beam and fixed support beam

 

(2) 그래스호퍼 카람바의 지점 컴포넌트

 

그래스호퍼 카람바의 지점 컴포넌트 Support component in Karamba Grasshopper

 

카람바의 지점 컴포넌트는 앞서 다룬 지점의 개념을 확인하기에 용이하다. 컴포넌트에 총 여섯개를 구속시킬 수 있는 옵션이 있는데, T는 Transition의 첫 글자로 변위, R은 Rotation의 첫 글자로 회전이다. 오른쪽 그림에 나와있는 컴포넌트의 상태는 X, Y, Z의 움직임은 구속되고, 회전은 자유로우므로 힌지라고 볼 수 있다.

 

나가면서

 

앞으로 구조 계산을 하면서 사용한 지점의 옵션들에 대해서 간단히 다뤄보았다. 다음 챕터 5 에서부터는 파사드 구조 계산에 필요한 실전 응용 개념들에 대해서 이야기 해본다. 이 개념들은 앞서 다루었던 구조의 개념이 계산의 관점에서 한번 더 응용된 개념들이다.