Structural Performance of Beam-Middle Column Connection of 12m × 3m Steel Modular System

12m × 3m 스틸 모듈러 시스템의 보-중간기둥 접합부 구조성능

Recently, steel modular systems are developed and have been applied to the projects requiring fast construction such as military barracks and vertical expansion of school buildings. The existing modular system with standard module of ${6m\times3m}$ has a problem that many columns are duplicated in the module connection and the wall thickness increases. In this study, $12m{\times}3m$ module is proposed to solve this problem. Various types of beam-middle column connection which are essential for realizing the $12m{\times}3m$ module are proposed and their maximum load capacity and failure mode are analytically and experimentally evaluated. The comparison between analytical and experimental results shows that the maximum axial load and failure mode can be accurately estimated by finite element analysis. Some connection types which have higher failure load than the design load of the column, can be used as the beam-middle column connection detail of the $12m{\times}3m$ module.

최근 들어 군막사 및 학교건축물의 증축 등 공사기간의 최소화가 가장 중요시 되는 건설프로젝트에 모듈러 시스템이 적용되고 있다. 기존 모듈러 시스템의 표준모듈은 ${6m\times3m}$로 모듈간 접합부에 기둥이 자주 중복되어 부재수와 벽체두께가 증가한다는 문제점을 가지고 있다. 본 연구에서는 이러한 문제점을 해결하기 위하여 ${12m\times3m}$ 모듈을 제안하였다. 이 모듈을 실현하기 위해 필수적인 다양한 중간기둥-보 접합상세를 제안하였으며, 실험과 해석을 통해 기둥-보 접합부의 최대하중과 파괴모드를 평가하였다. 해석 및 실험결과는 유한요소해석을 통해 비교적 정확히 접합부의 최대하중과 파괴모드를 예측할 수 있음을 보여준다. 제안된 상세 중 일부는 기둥의 설계하중을 상회하는 강도를 보유하고 있어, ${12m\times3m}$모듈의 보-중간기둥 접합상세로 사용할 수 있을 것으로 판단된다.