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문제 정의
- 많은 양의 자유도를 한꺼번에 행렬응축기법을 사용하여 소거를 하게 되면 행렬응축에 상당히 많은 시간이 소요되게 되어 자유도 소거를 통한 해석의 효율성이 저하된다. 따라서 본 연구에서는 메가절점 단위 응축, 메가층 단위응축 등의 다단계 응축의 개념을 도입함으로써 행렬응축에 소요되는 시간과 컴퓨터 메모리를 최소화하도록 하였다
- 그러나 이러한 기존의 연구에서는 다이 어그리드 메가프레 임 구조시스템의 구조적 특성을 고려한 효과적인 모형화방법이나 해석모델 개발에 대한 연구는 이루어지지 않고 있다. 따라서 본 연구에서는 미래형 초고층 건물에 유용하게 사용될 것으로 기대되는 다이어그리드 메가 프레임 구조人]스템이 적용된 초고층건물의 효율적인 해석기술을 제안하는 것을 목표로 한다. 또한 기존의 일반적인 행렬응축기법에서 소거되는 자유도수가 많으면 행렬응축 자체에 상당한 해석시간이 소요된다.
- 본 연구에서는 다이어그리드 메가프레임 초고층 건물의 효율적인 모형화 및 해석방법을 제안하였고 제안된 기법의 정확성 및 효율성을 검토하였다. 본연구를 통해서 다음과 같은 결론을 얻을 수 있었다.
- <그림 3>에 나타낸 메가요소와 메가절점을 이용하여 단위 다이어그리드 메가프레임을 구성한다면 연결을 위한 다수의 절점에 존재하는 자유도가 해석과정에 사용될 것이다. 본 연구에서는 이 단계에서 단위 메가 프레임을 쌓아올릴 때 연결을 위한 자유도만을 제외하고 메가요소의 연결에 사용된 자유도를 응축하여 더 효율적인 해석모델을 생성하고자 한다. 이때 메가 요소의 연결에 사용된 자유도를 한꺼번에 모두 소거하는 것보다는<그림 4>에 나타낸 바와 같이 각각의 메가절점에 연결된 자유도를 단계별로 응축하는 것이 더욱 효과적이다.
- 따라서 역행렬을 구해야 할 강성 및 질량행렬의 크기가 1380X1380이 된다. 본 연구에서는 전체 다이어그리드 메가 프레임구조물의 모-형화 과정에서 소요되는 행렬응축 시간을 절약하기 위해서 메가층 단위의 행렬응축기법을 도입하였다. 이 기법을 적용하게 되면 하나의 메가 층을 응축할 때 소거되는 자유도는 276개로서 전체 자유도를 한꺼번에 응축할 때에 비하여 1/5로 줄어드는 것을 알 수 있다.
- 44m) o] 넘지 않도록 하였다. 본 연구의 목표는 부재 단면의 최적설계가 아니라 효율적인 해석기법의 개발이므로 다이어그리드 부재의 단면만 메가 층 단위로 변화시켜서 대략적인 초기설계만을 수행하였다. 이때 사용한 풍하중은 KBC2009를 바탕으로 생성하였으며 노풍도 B, 기본풍속 30m/sec, 중요도계수 1.
가설 설정
- 2. 해석에 필요한 최소한의 자유도만을 남기고 수십만 개가 넘는 나머지 자유도를 한꺼번에 응축을 한다면 상당한 양의 컴퓨터 메모리와 계산 시간이 응축과정에 소요될 것이다. 따라서 본 논문에서는 메가요소와 단위 메가 프레임의 개념을 도입하여 행렬응축과정을 여러 차례 나누어 수행하는 다단계 행렬응축기법을 사용함으로써 행렬응축에 소요되는 시간을 대폭 감소시킬 수 있다.
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