막구조물의 형상탐색 및 최적재단도 해석기법에 관한 연구

A Study on the Form Finding and Optimal Cutting Pattern Analysis Technique of Membrane Structures

  • 발행 : 1999.09.01

초록

본 논문의 목적은 막구조물의 형상해석, 응력-변형 해석, 재단도 해석을 수행하는 것이고, 재료는 선형탄성, 응력은 평면응력의 상태로 가정한다. 케이블 및 막구조물은 외력에 대한 변형이 매우 큰 구조물이기 때문에 기하비선형을 고려한 비선형해석을 하여야 한다 해석은 일반적인 구조물과는 달리 다음의 3단계로 구성된다. 첫 번째 단계는 초기 평형형상을 결정하기 위한 형상해석이고, 두 번째 단계는 다양한 외력이 가해졌을 때 구조물의 거동을 파악하는 응력-변형 해석이다. 이렇게 하여 일단 만족된 형상이 얻어지면 형상해석에서 얻은 결과를 기초로 하여 시공적 관점의 재단도 해석이 수행된다. 본 논문에서는 서귀포 월드컵 축구 경기장 지붕 구조물의 예를 들어 형상해석, 응력-변형 해석, 재단도 해석을 수행하고, 카테노이드(Catenoid) 구조물을 이용하여 최적재단도에 관한 해석기법을 제시한다.

The object of this study is form finding, stress-strain analysis and cutting pattern analysis of membrane structures under the following assumptions : (1) material is linearly elastic (2) stress state is plane stress. The cable and membrane structures undergo large deformation because of its highly flexibility, therefore, we must take account of its geometric nonlinearity. The analysis procedure is consisted of three steps considering geometric nonlinearity unlike any other structures. First step is the form finding analysis to determine the initial equilibrium shape. Second step is the stress-strain analysis to investigate the behaviors of structures under various external loads. Once a stationary shape has been fount a cutting pattern based on the form finding analysis may be generated for manufacturing procedure. In this paper, form finding, stress-strain analysis and cutting pattern analysis is carried out for applying to Seoguipo worldcup soccer stadium roof structures and optimal cutting pattern analysis technique is proposed.

키워드

참고문헌

  1. 대한건축학회 논문집 v.10 no.9 변위증분법에 의한 막구조의 등장력 곡면 탐색해석에 관한 연구 서삼열
  2. 성균관대학교 대학원 석사논문 공기막 구조물의 형상탐색 해석에 관한 연구 이장복
  3. 성균관대학교 대학원 석사논문 막구조물의 형상탐색 및 재단도 해석에 관한 연구 최호
  4. Computers & Structures v.30 Form-Finding and Analysis of Prestressed Nets and Membranes Barnes, M. R.
  5. 京都大學 博士學位論文 膜構造の竣工釣り合狀態と最適栽斷圖の決定法 坪田張二
  6. 서귀포 월드컵 축구 경기장 지붕 구조물 구조 설계 보고서 성균관대학교 건축공학과
  7. 한국전산구조공학회 학술발표회 v.11 no.2 막구조의 초기형상 및 재단도 결정알고리즘에 관한 연구 한상을(외 3人)
  8. Computers & Structures v.37 no.4 Computer Methods for The Generation of Membrane Cutting Patterns Moncrieff, E.;Topping, B.H.V.