초록 ▼

본 연구에서는 외국기술의 의존도가 높은 대공간 구조물 관련기술을 기존의 연구 내용을 토대로 실제로 대공간 구조물을 설계 및 시공할 수 있고, 현장 적용이 가능한 기술로 개발하는 것이다. 연구 목표는 경제적 가치가 풍부하고, 우리나라 기술이 아직 정립되어 있지 않은 연성 대공간 구조물의 설계 및 시공 기술 개발에 포커스를 맞춘다.
대공간 구조물의 설계 및 시공 기술 개발을 성공적으로 수행하기 위해서는 구조시스템 개발, 비선형설계 S/W 개발, 시공기법 개발 등 3 방향의 접근이 요구된다. 각 세부과제별 연구내용을 주관연구기관,

본 연구에서는 외국기술의 의존도가 높은 대공간 구조물 관련기술을 기존의 연구 내용을 토대로 실제로 대공간 구조물을 설계 및 시공할 수 있고, 현장 적용이 가능한 기술로 개발하는 것이다. 연구 목표는 경제적 가치가 풍부하고, 우리나라 기술이 아직 정립되어 있지 않은 연성 대공간 구조물의 설계 및 시공 기술 개발에 포커스를 맞춘다.
대공간 구조물의 설계 및 시공 기술 개발을 성공적으로 수행하기 위해서는 구조시스템 개발, 비선형설계 S/W 개발, 시공기법 개발 등 3 방향의 접근이 요구된다. 각 세부과제별 연구내용을 주관연구기관, 2개의 협동연구기관 등 3개 기관이 3개년간 업무를 분담하여 수행하고, 다음과 같은 추진체계를 형성하여 유기적으로 연구를 진행하고 있다.

목차 Contents

• 표지 ...1
• 제출문 ...3
• 요약문 ...6
• 목차 ...22
• 제1장 서론 ...26
• 1.1 연구개발의 목적과 필요성 ...27
• 1.1.1 기술적 측면 ...29
• 1.1.2 경제.산업적 측면 ...30
• 1.2 연구내용 및 범위 ...30
• 1.2.1. 연구목표 및 범위 ...31
• 1.2.2. 연구의 내용 ...33
• 제2장 국내.외 기술개발 현황 ...51
• 2.1 국내.외 기술동향 ...52
• 2.2 국내.외 연구동향 ...55
• 제3장 연구개발수행 내용 및 결과 ...64
• 3.1 연성대공간 구조시스템의 형식체계 및 모델링 ...65
• 3.1.1 정의 및 형식 분류체계 ...66
• 3.1.2 연성구조형식의 사례조사와 역사적 고찰 ...74
• 3.1.3 연성구조형식에 따른 설계특성 고찰 ...112
• 3.1.4 연성구조의 모델링 방법 고찰 ...122
• 3.1.5 연성구조 모델링의 적용사례 ...125
• 3.1.6 연성구조의 모델링 기법 ...138
• 3.1.7 연성 대공간 구조모델의 적용성: 막구조 건축사례의 활용특성 ...181
• 3.2 기하학적 비선형을 고려한 유한요소 강성방정식 ...191
• 3.2.1 기하학적 비선형을 고려한 쉘/평판 이론 ...192
• 3.2.2 쉘/평판의 비선형 방정식 ...204
• 3.2.3 직교이방성 재료의 구성방정 ...218
• 3.2.4 비선형 Cable/Truss 요소의 정식화 ...232
• 3.2.5 비선형 Beam 요소의 정식화 ...240
• 3.2.6 비선형 Membrane요소의 정식화 ...255
• 3.2.7 비선형 Shell요소의 정식화 ...268
• 3.3 비선형 해석프로그램의 개발과 검증 ...285
• 3.3.1 구조물의 불안정 거동과 판별 ...286
• 3.3.2 비선형 수치해석 기법 ...293
• 3.3.3 연성 구조물 전용 비선형 해석프로그램 NASSsol ...306
• 3.3.4 단순 Cable요소를 이용한 해석결과의 검증 ...315
• 3.3.5 비선형 Truss요소를 이용한 해석결과의 검증 ...325
• 3.3.6 비선형 Beam요소를 이용한 해석결과의 검증 ...336
• 3.3.7 비선형 Membrane요소를 이용한 해석결과의 검증 ...345
• 3.3.8 비선형 Shell 요소를 이용한 해석결과의 검증 ...388
• 3.4 재단도 작성 프로그램의 개발과 검증 ...405
• 3.4.1 막 구조물의 국내외 현황 및 시공과정 ...406
• 3.4.2 막 구조물의 설계 및 시공 특성 ...430
• 3.4.3 재단도 작성을 위한 프로그램 NASScut ...436
• 3.4.4 Re-mesh 방법에 따른 Wrinkling 최소화 프로그램 NASScpg ...451
• 3.4.5 측지선을 이용한 재단도작성 결과의 분석 ...455
• 3.5 시공해석 프로세서 개발 ...483
• 3.5.1 시공해석의 개요 ...484
• 3.5.2 Cable Net 구조의 시공해석 ...495
• 3.5.3 Geiger형 Cable 구조물의 가상모델과 시공해석 ...513
• 3.5.4 Zetlin형 Cable 구조물의 가상모델과 시공해석 ...540
• 3.6 연성구조물 전용 프로그램 NASSwin 과 활용 ...567
• 3.6.1 프로그램 NASSwin 의 Manual ...568
• 3.6.2 Catenary형 막 구조물의 형상해석 및 응력-변형 해석 ...593
• 3.6.3 HP형 케이블 보강 막 구조물의 형상해석 및 재단도 작성 ...602
• 3.6.4 Dance Pavilion(Frei Otto)의 형상해석 및 재단도 작성 ...608
• 3.6.5 Hybrid형 Cable Dome 구조물의 응력-변형해석 ...615
• 3.6.6 막 구조물의 비선형 해석을 통한 안전성 검토 ...677
• 3.6.7 막면의 파손에 따른 응력집중현상의 해석과 비교 ...709
• 3.7 Mock-up Test에 의한 기술 검증 ...729
• 3.7.1 건축 설계프로세스에 따른 구조모델의 적용방안 제시 ...730
• 3.7.2 비선형 형상해석 및 등장력곡면 결정 ...751
• 3.7.3 비선형 응력-변형해석 및 안전성 검토 ...765
• 3.7.4 재단도 및 시공도면 작성 ...785
• 3.7.5 현장 적용 결과 ...801
• 3.8 결론 및 연구실적 ...805
• 3.8.1 세부 연구과제별 결론 ...806
• 3.8.2 연성대공간구조연구단 연구실적물 ...816
• 제4장 연구개발목표 달성도 및 관련분야에의 기여도 ...827
• 4.1 연구개발목표의 수행내용 ...828
• 4.1.1 1차년도 연구수행 내용 ...829
• 4.1.2 2차년도 연구수행 내용 ...833
• 4.1.3 3차년도 연구수행 내용 ...837
• 4.1.4 종합의견 ...841
• 4.2 연구목표의 달성도 ...842
• 4.2.1 연구개발 수행 진도율 ...842
• 4.2.2 연구개발 목표의 달성도 ...845
• 4.3 연구결과의 기여도 및 기대효과 ...848
• 4.3.1 기술적 측면 ...848
• 4.3.2 경제.산업적 측면 ...848
• 제5장 연구개발결과의 활용계획 ...850
• 5.1 연구개발결과의 활용계획 ...851
• 5.2 타 분야의 활용방안 ...852
• 제6장 연구개발과정에서 수집한 해외과학기술정보 ...855
• 6.1 과학기술정보 및 기술동향 ...856
• 6.2 관련분야의 환경변화 ...859
• 6.2.1 국내 환경 ...859
• 6.2.2 국외 환경 ...860
• 제7장 참고문헌 ...862