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기술트리를 이용한 입체트러스 강구조물의 과학적 기능분석 방법론에 관한 연구
Study on the Scientific Functional Investigation of Steel Space Truss Structures by using Technology Tree Methodology 원문보기

韓國鋼構造學會 論文集 = Journal of Korean Society of Steel Construction, v.25 no.4 = no.125, 2013년, pp.321 - 333  

이동규 (세종대학교, 건축공학과) ,  김도환 ((재)포항산업과학연구원, 강구조연구소) ,  김진호 ((재)포항산업과학연구원, 강구조연구소)

초록
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본 연구는 연구프로젝트의 기술과 기술의 기능의 체계적 관점에서 기술트리라는 과학적인 방법론의 사례를 제공한다. 기술트리 프로세스를 활용하여, 강구조물 중에 가장 범용적으로 사용되고 있는 입체 트러스 구조물을 대상으로, 차량을 차단하지 않는 터널 가설공사에 적합한 스마트한 입체 트러스 구조물이 되기 위한 세부 기능과 요소기술을 도출하는 기술전개 방법론을 제안한다. 본 연구에서는 이러한 기능분석 방법론은 문헌, 해석연구를 통한 검증프로세스를 통해 피드백이 가능함을 증명하였고, 향후 타 분야 기술의 효과적인 세부기능 전개 및 요구기술 도출에 활용이 가능할 것으로 사료된다.

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

This study presents a practice of a scientific methodology, i.e., technology tree to describe hierarchies of functions and technologies of research projects. In this study functional developments of a well-known steel space frame truss are dealt with for an application of the technology tree process...

주제어

#기술트리   #입체 트러스 구조물   #기능   #강구조   #검증 프로세스   #구조해석  

AI 본문요약
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문제 정의

  • 또한 본 연구에서는 사전 프로세스와 기술트리 프로세스의 연계성, 기술트리 프로세스와 검증 프로세스 간의 피드백 관계성을 제안하고 있다. 즉, 기존의 연구 방법론인 사전 프로세스가 어떻게 기술트리와 연계가 가능한지를 증명하여 기술 트리 방법론의 일반화가 가능하도록 유도하였다.
  • 10에 도시된 것처럼 문헌연구, 해석연구, 실험연구가 있다. 본 연구에 서는 해석연구, 즉 구조해석을 통해 이를 검증하고자 한다.
  • 본 연구에서는 기술개발의 전략적 방향성을 제시할 수 있는 기술의 기능분석 방법 중에 하나인 기술트리[5],[6] - 기술 트리는 사업전략전개의 핵심인 핵심기술을 도출하고 이를 원리에 근거한 기능전개의 로직을 바탕으로 기술을 전개함으로써 시장의 기대에 부응하고 경쟁기술에 대해서는 우위를 확보할 수 있는 프레임을 제공한다 - 를 강구조 기술의 효율적인 기능전개 및 세부 기술 도출에 적용하는 사례를 제시하고자 한다.
  • 본 연구에서는 기술트리의 기능전개방식을 통해, 차량이 차단되지 않고도 터널의 유지보수 용도로 가능한 입체트러스 시스템을 고안하고 이를 해석적으로 검증하였다.
  • 본 연구의 의미는 산업공학, 경영기술(이원일, 2008; 이종환, 2002) 등의 분야에 이미 범용적으로 사용되고 있는 기술트리 가능전개 과학적 방법론을 강구조 분야에 적용했다는 데 있다.
  • 즉 현재상태가 어떠하고, 기대되는 상태가 어떠하므로 둘 상태간의 차이를 줄이거나 없앨 수 있는 방안이 무엇인가를 고민하는 것이다. 동적인 입체트러스를 만든다는 것이 기대상태라면, 정적인 입체트러스는 현재 상태이다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
기술의 진화와 발전은 무엇을 포함하나? 기술은 역사적으로 인간이 편할 수 있도록 인간이 필요로 하는 목적을 달성시킬 수 있는 수단 또는 도구로서 진화 발전해왔다. 기술의 진화와 발전은 존재하지 않았던 새로운 것을 발견하는 것과 다른 분야의 한 기술을 도입하거나 몇 가지 기술들을 융합하여 기존의 것을 개선하는 것[1]을 포함한다. 발견과 개선은 독립적인 요소가 아니라 인과관계와 같이 하나의 상호보완적인 관계를 형성한다.
트러스는 현존하는 가장 경제적인 구조형식이라고 불리는 이유는? 일직선의 봉을 조합해서 만든 삼각형은 안정된 형태이지만, 사각형은 비틀어지거나 변형하기 쉬우므로 보의 중간을 도려내어 생긴 형태인 삼각형을 사용한다. 즉, 트러스란 곧은 강재나 목재를 삼각형을 기본 형태로 연속적인 그물 모양으로 구성하여 하중을 지지하는 구조방식으로서, 부재의 절점은 사람의 관절처럼 자유롭게 회전할 수 있고, 또 하중도 절점에 작용하도록 제작되어 있어 트러스 부재는 인장력과 압축력만 작용하며, 휘는 경우는 없으므로 재료의 낭비가 적다. 또 짧은 봉을 조합해서 경간이 큰 대공간을 걸치는 장점도 있어, 트러스는 현존하는 가장 경제적인 구조형식으로 알려져 있다.
발견과 개선의 관계는? 기술의 진화와 발전은 존재하지 않았던 새로운 것을 발견하는 것과 다른 분야의 한 기술을 도입하거나 몇 가지 기술들을 융합하여 기존의 것을 개선하는 것[1]을 포함한다. 발견과 개선은 독립적인 요소가 아니라 인과관계와 같이 하나의 상호보완적인 관계를 형성한다. 즉, 새로운 것의 발견은 불완전한 요소이며, 따라서 최종적으로는 개선의 절차를 밟게 된다. 여기에서 불완전한 요소를 판단하는 기준은 현재의 상태와 기대치 사이의 차이이다.
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참고문헌 (14)

  1. Lee, D.K., Kim, J.H., Starossek, U., and Shin, S.M. (2012) Evaluation of Structural Outrigger Belt Truss Layouts for Tall Buildings by using Topology Optimization, Structural Engineering and Mechanics, Vol. 43, No. 6, pp.711-724. 

    상세보기 crossref

  2. 이장용 (2010) TRIZ와 기능모델링을 활용한 창의적 설계, 대한기계학회 추계학술대회논문집, 대한기계학회, pp. 1730-1736. Lee, J. (2010) innovative design with TRIZ and functional modeling, The Proceedings of The Korean Society of Mechanical Engineers, pp.1730-1736. 

  3. 안영수, 황인극 (2010) R&D 분야에서 Triz 개념을 활용한 혁신 전략, 한국산업경영시스템학회 학술대회논문집, 한국산업경영시스템학회, pp.1-4. Ahn, Y. and Hwang, I. (2010) Innovation Strategy Using Triz Methodology in R&D Area, The Proceedings of Korea Industrial and System Engineering, pp.1-4. 

  4. 김호종 (2007) 실용 트리즈(TRIZ)의 창의성 과학: 기초편, 두양사 Kim, H. (2007) Inventive Science of TRIZ: Basic, Duyang-sa. 

  5. 이원일 (2008) 전략기술정보 '레포지터리'로서 기술트리(Tech. Tree)의 활용방안에 관한 연구 -기술로드맵(TRM) 과의 전략적 통합방안을 중심으로-, 정보관리연구, 제39권, 제3호, pp.205-220. Lee, W. (2008) A Study on the Utilization of the Technology Tree as a Strategic Technology Information Repository -Focused on the Tech-Tree and TRM Integration, Journal of Information Management, Vol. 39, No. 3, pp.205-220. 

    원문보기 상세보기

  6. 홍선호, 조연옥 (2005) 철도시스템 안전 기술트리 체계화 방안에 관한 연구, 한국철도학회 추계학술대회 논문집, 한국철도학회, pp.55-61. Hong, S. and Jo, Y. (2005) A Study of Plans for systemizing Railway System Safety Technology Tree, The Proceedings of The Korean Society for Railway. pp.55-61. 

  7. 이경주, 오진탁, 황경주, 주영규, 김상대 (2012) 단층 프리폼 대공간 구조물의 노드에 대한 축하중 구조성능 평가, 한국강구조학회 논문집, 한국강구조학회, 제24권, 제1호, pp.59-71. Lee, K., Oh, J., Hwang, K., Joo, Y., and Kim, S. (2012) Structural Performance of an Axially-loaded Node in Single Layered Free Form Space Structures, Journal of Korean Society of Steel Construction, KSSC, Vol. 24, No. 1, pp.59-71. 

    원문보기 상세보기 crossref

  8. 김대환, 윤병욱, 이재홍 (2011) 마이크로 유전 알고리즘을 이용한 트러스 구조물의 단면 및 형상 최적화, 한국강구조학회 논문집, 한국강구조학회, 제23권, 제4호, pp.465-474. Kim, D., Yoon, B., and Lee, J. (2011) Size and Shape Optimization of Truss Structures using Micro Genetic Algorithm, Journal of Korean Society of Steel Construction, KSSC, Vol. 23, No. 4, pp.465-474. 

  9. Shpakovsky, N. (2006) Evolution Tree - Analysis of Technical Information and Generation of New Ideas, Publishing house Puls. 

  10. 대한건축학회 (2009) 건축구조설계기준. Architectural Institute of Korea (2009) Korean Building Code. 

  11. 김연태, 정미루, 이재홍 (2008) 유한요소해석을 이용한 단층 레티스 돔의 비선형비탄성 해석, 한국공간구조학회춘계학술발표대회 논문집, 한국공간구조학회, 제5권, 제1호, pp.119-124. Kim, Y., Jung, M., and Lee, J. (2008) Geometric and Material Nonlinear Analysis of Single Layer Dome using ABAQUS, The Proceedings of Korean Association for Spatial Structures, Vol. 5, No. 1, pp.119-124. 

  12. 이승창, 김형규, 오정근, 신석수, 정재용, 박영석, 김준기 (2007) 대공간 원형 강관 트러스 구조물의 구조 검토 및 Erection Engineering, 한국강구조학회 논문집, 한국강구조학회, 제19권, 제1호, pp.99-106. Lee. S., Kim, H., Oh, J., Shin, S., Jung, J., Park, Y., and Kim, J. (2007) Structural Concerns and Erection Engineering for Pipe Trusses with Long Span, Journal of Korean Society of Steel Construction, KSSC, Vol. 19, No. 1, pp.99-106. 

  13. 장진원, 김승준, 박종섭, 강영종 (2008) 잔류응력과 초기변형을 고려한 송전철탑의 비선형 극한거동에 관한 해석적 연구, 한국강구조학회 논문집, 한국강구조학회, 제20권, 제3호, pp.421-435. Jung, J, Kim, S., Park, J., and Kang, Y. (2008) Study on Ultimate Behavior of Steel Transmission Tower with Residual Stress and Initial Imperfection, Journal of Korean Society of Steel Construction, KSSC, Vol. 20, No. 3, pp.421-435. 

  14. 한국철강협회 (2008) POS3S-70 적용 고강도 단관 비계 실물재하 실험을 통한 구조안정성 검증, 한국철강협회 연구보고서. Korea Iron & Steel Association (2008) A verification of the falsework using POS3S-70 through loading test, KISA Research Project Report. 

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