초록

이 연구는 대학교의 연구실과 실무에서 활동중인 구조사무소가 공동으로 대공간 구조시스템의 시공 공법 및 시스템을 분석한다. 대공간 구조물의 시공 공법을 개발하여 관련 프로젝트를 수행하고 있는 동양구조엔지니어링 및 ES구조 엔지니어링과 연계하여 실제 구조물매의 적용성을 검토하고 개발된 시공 공법을 비교 분석하여 그 대안을 제시한다.

Abstract ▼

The research achieve the analysis on the systems and its construction method of the spatial structure, collaborated with practical structural company office on work. Practical capabilities of the application is investigated connected with Dong-Yang Structural Engineers Co. Ltd & ES Structural Engine

The research achieve the analysis on the systems and its construction method of the spatial structure, collaborated with practical structural company office on work. Practical capabilities of the application is investigated connected with Dong-Yang Structural Engineers Co. Ltd & ES Structural Engineering Co. Ltd that are carrying out a related project to construction method of the spatial structure. Developed technique is compared and analyzed suggesting an alternative proposal.

목차 Contents

• 제1장 서론...23
• 제1절 연구개발의 목적 및 필요성...23
• 제2절 연구개발의 목표 및 범위...24
• 제3절 연구개발결과...24
• 제2장 국.내외 기술개발 현황...26
• 제1절 국내외 관련분야에 대한 기술개발 현황...26
• 제2절 연구개발 결과가 국내외 기술개발 현황에서 차지하는 위치...26
• 제3장 연구개발수행 내용 및 결과...28
• 제1절 대공간 구조물의 형상자동생성 및 CAD화에 관한 연구...28
• 1. 연구의 목적 및 효과...28
• 2. 국내외 관련 연구동향...28
• 가. 포맥스 대수학을 사용한 최적의 형상생성...28
• 나. 대공간 구조물의 통합설계시스템 구축...29
• 3. 형상생성 알고리즘...30
• 가. 제1 형상생성원리...30
• 1)부재연결방식에 따른 형상생성...30
• 2)제1형상 생성원리에 의한 구조물형상생성의 예....32
• 나. 제2형상생성 기본원리...33
• 1)절점이동에 의한 형상생성...33
• 2)제2형상생성 기본원리에 의한 형상생성의 예...33
• 4. 형상 자동생성프로그램의 개발 -'DomeG'...35
• 가. DomeG의 개요...35
• 나. 상용 프로그램과의 호환성...36
• 5.DomeG를 이용한 형상생성의 실례...39
• 가. 형상조합에 의한 형상생성...39
• 나. 복충 돔의 형상생성...42
• 다. 케이블 돔의 형상생성...46
• 라.Tensegrity...50
• 제2절 인천 문학 월드컵경기장의 시스템 및 시공공법...54
• 1.인천 문학 월드컵경기장 구조물의 현황...54
• 가. 지붕 구조의 개요...54
• 1) 지붕구조의 설계 특징...54
• 2)지붕 구조 계획...54
• 3)구조 개요...55
• 4)재료에 대한 사항...55
• 5)구조해석을 위한 소프트웨어...56
• 2. 월드컵경기장 지붕 구조해석을 위한 이론적 고찰...58
• 가. 인장구조물의 구조적 특성...58
• 나. 유한요소해석법에 의한 정식화...59
• 다. 형상해석...72
• 라. APHYSS 프로그램...87
• 1)개요...87
• 2)알고리즘...89
• 마. NISA 프로그램...90
• 1)개요...90
• 2)알고리즘...90
• 3. 설계도서의 검토...92
• 가. 구조계산서의 검토...92
• 1)설계의 기본가정...92
• 2)해석관련검토...95
• 3)부재설계 검토...95
• 나. 도면검토...97
• 4. 월드컵경기장 지붕의 구조해석...99
• 가. 구조 해석 개요...99
• 나. 인천 문학 경기장 형상해석 과정...99
• 다. APHYSS해석...104
• 5. 구조 해석 결과의 검토 및 비교. 분석...110
• 가. 일반사항...110
• 나. 설계하중...112
• 다. 구조 해석 일반사항 및 하중조합...112
• 라. 구조해석 결과의 검토...115
• 마. 소결...125
• 6.인천 문학 월드컵경기장 상부구조의 시공공법...129
• 가. 인천 문학 월드컵경기장 상부구조의 시공공법...129
• 나. 인천문학 월드컵경기장 상부구조의 시공순서...130
• 다. 시공 과정 해석...141
• 7.결론...144
• 제3절 부산 월드컵경기장의 시스템 및 시공공법...145
• 1. 개요...145
• 2. 일반사항...145
• 가. 설계기준...145
• 나. 사용재료의 강도...145
• 다. 설계하중...147
• 3. 지붕구조...148
• 가. 구조계획...148
• 나. 케이블 트러스...148
• 다. 막 구조...150
• 4. 지붕지지구조...152
• 가. 구조계획 및 해석...152
• 나. 지진하중에 대한 안정성 검토...153
• 다. 기초...153
• 라. 人자형 철근콘크리트 기둥...154
• 마. 강재 주두(Tip column)와 압축링...154
• 5.구조해석...155
• 가.지붕개구부 크기결정 및 압축링 설계변경...155
• 나. 지붕구조의 하중에 따른 안정성 검토...162
• 다. 지붕구조...169
• 6.시공 및 시공순서...171
• 가. 지붕지지기둥의 시공...171
• 나. 강재 주두 및 압축성 시공순서...171
• 다. 케이블구조의 시공순서...171
• 제4절 Stressed-Arch 시스템의 구조해석 및 실험...173
• 1.Stressed-Arch 시스템의 개요...173
• 가. 일반사항...173
• 나. Stressed-Arch 프레임의 배열...173
• 다. Stressed-Arch 프레임의 형태...174
• 라. 시공순서...175
• 마. 안정화 이행 과정...176
• 바. 각 부재의 구조적 특징...177
• 1)유동 상현재(Top Chord Flexible)...177
• 3)유동 하현재(Bottom Chord Flexible)...178
• 4)부동 하현재(Bottom Chord Fixed)...178
• 6)부동부 사재(Web Members Fixed)...179
• 7)기둥부재(Column Member)...179
• 8)주각부(Base Plate)...180
• 사. 인천국제공항 아시아나 행거 적용 예...180
• 1)구조물 개요...180
• 2)프레임의 배치...181
• 2. Stressed-Arch 시스템의 구조 해석...183
• 가. 일반사항...183
• 나. 안정화 이행과정(stabilizing process)해석...183
• 다. 실물크기 단위부재 시험체에 대한 안정화 이행 과정 해석...187
• 1)시험체의 선택...187
• 라. 접합부 해석...189
• 마. 해석 결과의 고찰...193
• 3. Stressed-Arch 시스템의 구조 실험...195
• 가. 실물크기 단위부재에 대한 시공과정(Stress Erection)실험...195
• 1)시험체의 제원...195
• 나. 실험 방법...195
• 다. 실험결과...198
• 1)KSF-1 시험체...200
• 2)KSF-2 시험체...205
• 라. 실물크기 전체 프레임의 시공과정 실험...210
• 1)시공 과정 개요...210
• 1) 실험 방법...213
• 2)실험 결과...215
• 바. 실물크기 단위부재의 상현재 압축 실험...236
• 1)시험체의 형태...236
• 2)실험 목적 및 방법...236
• 3)압축 실험 결과...241
• 4)압축내력의 평가...254
• 5)실험 결과의 요약 및 고찰...255
• 4.결론...256
• 제5절 KAL 인천 신공항 격납고의 구조해석 및 설계...258
• 1.개요...258
• 2. 설계기준...259
• 가. 사용재료 및 설계기준...259
• 3. 구조해석...259
• 가. 하중의 조합...259
• 나. 고정하중과 지붕의 활화중...260
• 다. 크레인 하중...260
• 라. 적설하중...261
• 마. 온도하중...261
• 바. 풍하중...261
• 사. 지진하중...261
• 아. 경계조건...261
• 4. 지붕철골구조...262
• 가. 주요 부재의 크기...262
• 나. 빗격자 트러스(Grid Truss)...263
• 다. 외곽 테두리 박스 트러스(Edge Truss)...263
• 라. 수평가새(Roof Diaphragm Brace)커렉터 및 크레인지지 가세...263
• 마. 조립기둥 및 주각상세...263
• 바. 외벽구조...264
• 사. 행거 도어 지지구조...264
• 5.트러스의 접합...264
• 가. H형강 트러스(빗격자 트러스)...264
• 나. 박스 트러스(외곽 테두리 트러스)...265
• 6. 기도...267
• 제1절 연구개발목표 달성도...267
• 제2절 평가의 착안점에 다른 목표 달성도에 대한 자체평가...268
• 제3절 연구개발의 기술.경제.산업적 기여도...269
• 1.기술적 측면...269
• 2.경제.산업적 측면...269
• 제5장 연구개발결과의 활용계획...270
• 제1절 연구개발결과의 활용방안...270
• 제2절 추가 연구의 필요성...270
• 제 6장 참고문헌...271