7장. 프리캐스트콘크리트구조 • 셸구조 (셸구조 및 절판구조 - 3)

5. 추동셸

(1) 추동면

평면곡선을 다른 평면곡선에 따라 평행이동시켜서 생기는 곡면을 추동면이라 하고 이와 같은 곡면으로 된 것을 추동셸이라 한다. 타원포물선 셸 • 쌍곡 포물선 셸 • 원통셸 등이 이에 속한다. 여기서 원통셸은 다른 평면곡선이 직선일 때이고, 회전곡면의 원통셸과 일치되는 것이다. 

쌍곡포물선면

 

(2) EP셸

EP셸은 타원포물선셸이라고도 한다. 이 형식의 셸은 장방형 평면을 넓게 덮는 데 적당한 구조이고 주변에 만든 박공벽 또는 아치보에 면내의 전달력에 의하여 하중을 전달하는 것으로 네 모서리점이 상대적으로 벌어지지 않게 하는 것이 중요하다.

 

(3) 코노이드 셸

한편 박공면은 원호로 하고 대립하는 박공면은 수평직선으로 하여 평행이동시켜 이루는 곡면을 코노이드셸이라 한다. 복향채광에 유리하여 공장지붕에 이용된다.

 

(4) 골형추동셸

아래의 그림은 골형의 셸을 휘어서 형성한 것으로 병렬원통셸이 재축에 직각방향으로 휜 것이며, 박공벽이 없어도 어느 정도의 저항력을 나타내고 있으며 이중곡률로 되어 강성이 증대된다. 아래그림에서 너비 W는 스팬 S 1/7 정도이고, 올림높이 R은 대략 너비 W와 같고 골높이 H는 약 스팬 S의 1/20 정도이다.

골형 추동 셸

 

6. HP셸

쌍곡포물선면셸을 HP셸 또는 쌍곡포물선셸이라고 약칭한다. 이것은 솟은형의 포물선을 내리뜨린형의 포물선을 따라 평행이동 시켰을 때에 생기는 곡면 곧 쌍곡포물선면으로 된 셸을 말하고, 곡면을 수평면으로 절단하면 그 단면이 쌍곡선이 되기 때문에 붙인 이름이다. 이 쌍곡면은 또한 서로 교차하지 아니하는 2직선에 따라 직선을 추동시켜서도 얻을 수 있다. HP곡면을 몇 개의 단위로 짜 맞추면 여러 종류의 지붕형태를 구성할 수가 있다. HP곡면은 직선을 기선으로 구성되므로 제작이 용이하고 면내의 주변 테두리보에 프리스트레스를 도입하기에도 편리하다. HP셸의 역학적 특징은 면내 전달력에 의하여 하중을 주벽 지지체에 전달할 수 있는 것이다. 때문에 면내에는 면내력에 기인하는 빗방향의 인장력 및 압축력이 생기는 결과가 된다. 철근콘크리트 HP셸은 면내에 생기는 인장응력에 대한 대책이 문제가 되지만 셸은 직선으로 구성되므로 대단히 강한 표현이 가능하여 근대건축에 많이 쓰인다. 

각종 셸

 

곡면 셸