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케이블 트러스 지붕 시스템의 역학적 특성
Mechanical Characteristics of Cable Truss Roof Systems 원문보기

한국공간구조학회논문집 = Journal of the Korean Association for Spatial Structures, v.16 no.2, 2016년, pp.89 - 96  

박강근 (한국공간구조공학회) ,  이동우 ((주)아이스트 기술연구소)

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

Cable structures are lightweight structures of flexible type, cable members have only axial stiffness related to tension, they can carry neither bending nor compression. This study is the analysis of cable truss systems are composed of upper and low cables by connecting bracing cables, the structura...

주제어

#Cable truss roof system   #Tensegrity system   #Geometric non-linear analysis  

AI 본문요약
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문제 정의

  • 케이블의 강성을 확보하기 위해서 다양한 프리텐션 하중과 지붕의 새그 비에 대한 비선형해석을 수행하여 지붕의 처짐, 케이블의 인장력 등을 분석한다. 기존에 연구된 논문의 해석결과와의 비교를 통하여 비선형 해석방법과 모델링 조건들에 대한 적합성을 분석하고자 한다.
  • 트러스 케이블 시스템에서 다양한 케이블 재료는 인장에 강한 역학적 성질과 경량성은 100~300m의 대공간 경량지붕의 실현을 가능하게 해 준다. 본 논문에서는 케이블 트러스 지붕 시스템의 역학적 특성을 파악하기 위해서 정착부가 설치된 케이블의 인장실험을 수행하고, 기하학적 비선형해석을 하여 역학적 거동을 분석한다. 케이블의 강성을 확보하기 위해서 다양한 프리텐션 하중과 지붕의 새그 비에 대한 비선형해석을 수행하여 지붕의 처짐, 케이블의 인장력 등을 분석한다.
  • 본 연구에서는 케이블 트러스의 역학적 거동특성을 파악하기 위해서 케이블의 인장시험 및 케이블 트러스 구조물의 기하학적 비선형해석을 수행하여 기존의 연구결과와 비교하였다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
케이블 트러스 지붕 시스템은 어디에 주로 사용되나? 케이블 트러스 지붕 시스템은 축구경기장, 테니스 경기장, 공연장, 전시장 등과 같은 대공간 경량지붕에 주로 사용되는 시스템이다. 케이블 트러스 시스템은 상부 케이블과 하부 케이블이 브레이싱 케이블로 연결되어 지붕의 하중을 지지 할 수 있는 강성을 확보한다.
케이블의 일반적인 역학적 특성은? 케이블의 일반적인 역학적 특성은 인장강도는 매우 높지만, 휨 강성은 매우 낮다. 케이블은 안정된 강성을 얻기 위해서는 프리스트레스가 필요하다.
PC 강연선의 꼬임은 몇 가닥인가? PC 강연선은 아연도금을 하지 않고 방청재 및 플라스틱으로 피복하여 방식하는 것을 기본으로 한다. PC 강선을 다시 합쳐 여러 겹으로 꼬아서 만들며 7가닥이나 19가닥 꼬임이 있다. 로프는 여러 개의 강선을 꼬아서 구성한 구조체로 저하중역에서 소선들이 충분히 접촉되어 있지 못하고 개별 코일 스프링의 집합체로 거동하고 있기 때문에 초기신장이 생긴다.
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참고문헌 (13)

  1. W.T. O'Brien, A.J. Francis, "Cable movements under two-dimensional loads," Journal of Structural Division ASCE 90, pp.89-124, 1964 

  2. H.B. Jayaraman, W.C. Knudson, "A curved element for the analysis of cable structures," Computer Structures 14, pp.325-333, 1981 

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  3. G. Tibert, "Numerical Analyses of Cable Roof Structures," KTH, 1999 

  4. A. Andreu, L. Gil, P. Roca, "A new deformable catenary element for the analysis of cable net structures," Computer Structure 84, pp.1882-1890, 2006 

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  5. Y.B Yang, J.Y. Tsay, "Geometric nonlinear analysis of cable structures with a two-node cable element by generalized displacement control method," International Journal of Structural Stability and Dynamics 7, pp.571-588,2007 

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  6. H.T. Thai, S.E. Kim, "Nonlinear static and dynamics analysis of cable structures," Finite Element in Analysis and Design 47, pp.237-246, 2011 

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  7. M. Salehi Ahmad Abad, A. Shooshtari, V. Esmaeili, A. Naghavi Riabi, "Nonlinear analysis of cable structures under general loadings," Finite Element in Analysis and Design 73, pp. 11-19, 2013 

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  8. G.R.Monforton, N.M.El-Hakim, "Analysis of Truss-cable Structures," Computer & Structures 11, 327-335, 1980 

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  9. Ayhan Nuhoglu, "Nonlinear analysis of cable systems with point based iterative procedure," Scientific Research and Essays Vol 6, pp.1186-1199, 2011 

  10. NISA Program, Crane Software, 2015 

  11. Midas Gen Program, 2015 

  12. Design Standard of Cable Structures, Korea Association for Spatial Structures, 2009 

  13. J. Yerbury,"Carbon Fiber Reinforced Polymer truss, cable and plates," Delf University Technology, 2015 

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