• 한국공간구조학회논문집
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• 제7권3호
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• pp.49-55
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• 2007

본 논문은 광섬유 브래그 격자 센서를 이용한 대공간 구조물의 실시간 모니터링을 설명하였고, 외부 외력 작용시에 대공간 구조물의 요소인 막이나 케이블의 변형을 계측하는데 광섬유 브래그 격자 센서가 매우 적합하다는 점을 검증하고 있다. 이와 함께 대공간 구조물에 광섬유 브래그 격자 센서를 이용하여 변형을 모니터링하는 실험을 실시하였다. 장스팬의 대공간 구조물을 모니터링하기 위하여 많은 요소를 계측할 수 있는 장비가 필요하다. 실험의 결과로 광섬유 브래그 격자 센서는 외력 작용시에 정확한 계측을 보여주었다. 그러므로 대공간 구조물의 변형율을 계산할 수 있고 실시간 모니터링이 가능하다.

• 한국건설관리학회:학술대회논문집
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• 한국건설관리학회 2003년도 학술대회지
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• pp.194-201
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• 2003

대공간 구조시스템은 일반적으로 자중을 최소화하고 부재내력의 효과적인 사용이 매우중요하다. 따라서 준공후의 외력에 대한 구조적 거동에 대한 파악도 중요하지만 시공중의 거동에 대한 파악도 매우 중요하다. 특히 케이블 막구조의 경우 시각초기에 구조물이 불안정하지만 케이블에 장력이 도입되면서 점차적으로 구조물의 강성이 높아져 구조물이 안정화를 이루게 피므로 시공과정 해석 즉 안정화 이행과정해석이 시공계획을 설정하는 부분에서 매우 중요한 요소가 된다. 본고에서는 케이블 막구조의 실례로써 최근 완공된 인천문학 경기장 지붕구조를 대상으로 시공과정과 안정화 이행과정해석에 대한 소개를 한다. 인천문학경기장 지붕구조는 케이블에 장력을 도입하는 과정에서 발생되는 변형과 내력을 흡수하고 하부구조에 대한 영향을 최소화하기 위하여 마스크 지점의 회전과 이동이 가능한 특수공법을 채택하였으며 시공과정해석(안정화이행과정해석)을 통하여 제시된 단계별 목표장력 및 변위에 따라 시공과정이 계획되고 제어되었다. 특히 외국의 기술로 설계된 자료를 근거로 일방적으로 공사를 수행한 다른 구조물과는 다르게 국내의 기술력에 바탕한 구조 해석 등을 통하여 검증하여 최종 시공방법을 결정하였고 이러한 과정을 통하여 대공간 구조에 대한 기술력을 확보하고 확인할 수 있었으며, 그 결과 향후에는 국내의 기술력으로 이와 같은 대규모의 케이블 막구조의 설계와 시공이 가능할 것이라고 판단된다.

• 한국공간구조학회논문집
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• 제4권3호
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• pp.65-75
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• 2004

대공간 구조는 3차원적인 힘의 흐름과 면내력에 의해 외부하중에 대한 저항능력을 확보하는 형태저항형 구조로서 기본적인 구조저항 메커니즘은 구조물 자체의 곡률을 이용하여 면외방향으로 작용하는 외력을 주로 면내력으로 저항할 수 있게 한 구조시스템이다. 따라서 최소의 재료로, 가볍고 얇게 대공간을 만들 수 있는 장점이 있다. 대공간 구조시스템 중 연성 구조물의 일종인 막 구조, 케이블 구조 또는 복합 구조체로서의 막-케이블 구조물의 비약적인 발전이 최근 주목을 끌고 있다. 즉, 기존의 일반 구조재보다 가볍고 축 강성은 강하나 휨 강성은 매우 작은 막 및 케이블을 사용하여 대공간 구조물을 보다 효과적으로 구축할 수 있는 구조시스템을 말한다. 그러나, 이러한 구조물은 하중 레벨이 어느 임계값에 도달하면 구조물의 형상에 따라 뜀좌굴(snap-through) 또는 분기좌굴(bifurcation)에 의한 불안정 현상이 일어나며, 이로 인한 파괴 메커니즘의 파악은 구조설계에서 매우 중요하다. 본 연구에서는 텐세그리티형 케이블 돔 구조물의 구조시스템에 따른 정적 불안정 거동 특성을 파악하기 위해 먼저, 형상해석을 통해 복합 케이블 돔 구조물인 Geiger형, Zetlin형 및 Flower형 케이블 돔 구조물의 초기응력에 의한 형상을 결정하고, 형상해석 결과를 기준으로 하여 정적 외력에 의한 불안정 문제를 파악하고자 한다.

• 한국공간구조학회논문집
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• 제7권2호
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• pp.97-104
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• 2007

최근 산업 발전과 더불어 대공간 건축물의 수요가 급증하고 있다. 이 분야 선진 기술은 지간 300m 이상의 대공간 건축물 실현도 가능하게 하고 있다. 대공간 구조에는 쉘구조, 스페이스 프레임 구조, 막구조, 케이블구조 등이 있다. 대공간 건축물은 기둥 없이 넓은 공간을 확보해야 하는 구조적 특성 때문에 설계초기 단계에서부터 시공문제를 병행하여 검토할 필요가 있다. 대공간 건축물 시공에 있어서 erection 공법은 공사비용, 공사기간 그리고 안전성 등에 큰 영향을 주는 것으로 알려져 있다. 대공간 건축물 erection 공법은 현장 여건 및 제반 조건에 따라서 그 수를 헤아릴 수 없을 정도로 많고 다양하지만, 대표적인 공법으로는 Element 방식, Block 방식, Sliding 방식, Lift-up 방식 그리고 복합방식 등이 있다. 본 연구에서는 기존 대공간 건축물을 대상으로 시공당시 적용한 erection공법을 조사하여 이것을 규모별, span별, 층고별, 구조형식별로 분석 및 검토하여 향후 대공간 건축물의 효율적 erection 공법 개발을 위한 기초 자료를 제공하는데 그 목적이 있다.

• 전산구조공학
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• 제5권3호
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• pp.29-36
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• 1992

우리의 경제발전과 함께, 막구조 및 케이블구조를 이용한 특수 대공간 구조물이 더욱 더 늘어날 전망이며, 이들 구조물의 구조해석은 일반적인 범용ㅇ 구조해석 프로그램으로는 해석이 불가능하다. 즉, 대부분의 범용 구조해석 프로그램이 초기강성을 가진 구조물을 해석할 수 있는데 반해, 막구조 및 케이블 구조는 초기강성이 매우 약한 구조체이므로, 초기 불안정현상을 나타내고, 따라서 해석이 불가능하게 된다. 이러한 구조적 특징을 가진 막구조 및 케이블구조를 해석하기 위하여, 막 케이블 및 트러스요소로 구성된 복합구조체를 해석할 수 있는 범용 구조해석 프로그램인 McS(Membrane and Cable/Truss Structures)가 개발되었으며, 그 Flow-chart는 표1에서와 같다. McS는 현재, 한국에서는 성균관대학교 자연과학캠퍼스의 VAX-11, 1명진단조공업주식회사의 SUN 워크스테이션에서 작동중이며, 일본에서는 동경대학 생산기술연구소의 M-380 및 T.I.S. & Partners의 IBM 워크스테이션에서 작동중에 있다.

• 한국공간구조학회논문집
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• 제6권1호
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• pp.117-127
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• 2006

경량 연성구조시스템 중 하나인 막 구조물은 대공간 구조물에 많이 사용되어진다. 막 구조물은 축강성이 강하고 휨강성이 매우 작은 재료를 주 구조재로 사용하기 때문에 다른 구조물과 달리 구조설계에서는 형상해석, 응력-변형해석 그리고 재단도 등의 일련의 과정을 필요로 한다. 재단도의 작성에는 구조물의 크기나 곡률 그리고 재료적 강성에 따라 많은 변수가 작용하며 다른 설계과정과는 매우 다르다. 따라서 일반 구조설계용 프로그램은 막 구조물의 구조설계에 부적당하다. 본 연구에서는 막 구조물의 측지선을 이용한 재단도 작성 프로그램을 개발하고, 예제를 통해 재단도 작성결과를 비교 고찰하도록 한다.

• 한국건축시공학회지
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• 제11권1호
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• pp.51-59
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• 2011

최근 막 구조물의 수요 증가에 따라 막 구조물의 구조 및 재료적 연구의 진행은 막 구조물을 하나의 독립된 구조물로써 인정받을 만큼 활발히 진행되고 있지만, 유지 관리 측면의 연구의 경우 아직까지 이에 미치지 못한 상황이다. 특히 유지관리 측면에의 연구 중 지붕구조의 수밀성 및 누수에 관한 연구는 해외에서 일부만을 다루고 있어 국내 실정에 맞는 유지관리 지표 개발이 요구되고 있다. 이에 본 연구에서는 막 구조물 지붕부의 막재 및 접합부, 지붕 형태에 따른 누수취약부에 대해서의 하자 사례 조사를 통하여 누수 요인 및 열화 인자를 분석하였고, 이를 AHP기법을 활용하여 중요도를 부여하여, 막 구조물에서 필요한 유지관리 지표를 제안하였으며, 이를 바탕으로 막 구조물 지붕의 장기적으로 수밀성 확보를 위한 설계 및 시공단계서의 수밀성 평가 지표, 준공 후 사용과정에서의 점검 관리 지표를 제안하였다.

• 한국공간구조학회논문집
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• 제11권1호
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• pp.97-104
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• 2011

본 연구에서는 막구조 건축물의 유지관리를 위한 막재의 표면 및 코팅층의 열화진단을 수행하였다. 막재는 내화학성능 및 내부식 성능을 포함하는 내구성능이 가장 중요시 되는 재료이다. 일반적으로 대공간 건축물의 지붕재료로 사용되는 막재의 유지관리 진단항목은 막재의 표면 열화진단, 막재의 코팅층 열화진단, 막재의 코팅층 및 섬유포 사이의 열화진단, 막재 전면에 걸친 열화진단, 로프의 열화진단, 보강벨트의 열화진단, 커버고무 등의 열화진단 등으로 대별된다. 본 연구는 대공간 건축물의 지붕재료로 많이 사용되는 PVDF계 막재를 대상으로 표면 및 코팅층의 열화도 진단 결과를 보고한다.

• 한국공간구조학회:학술대회논문집
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• 한국공간구조학회 2008년도 춘계 학술발표회 논문집
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• pp.31-36
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• 2008

건축용 막재는 자유로운 형태와 가벼움 때문에 전 세계적으로 대공간 구조물에 많이 사용되어 왔다. 건축용 막재가 바람이나 눈하중에 의해서 하중 조건하에서 구조적 문제를 발생하여 막재가 파손되는 경우가 발생하였다. 본 논문에서는 유리섬유 막재는 대한 1축인장시험 및 반복하중 시험을 수행하여 응력 변형도 곡선을 분석하고자 한다. 반복하중 시험에서 얻은 응력 변형도 곡선에서 유리섬유 막재는 반복하중이 작용할 시에 인장강도 이하에서 파단한다는 것을 알 수 있고, 폴리에스터 막재는 반복하중에 의해서 변위가 점차적으로 증가한다는 것을 보여주었다.

• 한국건축시공학회지
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• 제10권3호
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• pp.129-136
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• 2010

지붕 개폐형태의 대공간 막 구조물은 멀티미디어적인 요소 및 전천후 공간을 활용할 수 있지만, 다수의 연결 조인트에 의해 구조물이 형성되므로 누수에 취약한 문제점이 있다. 특히 개폐식 지붕 맞댐부위의 우수차단 시스템은 우수의 직접적인 유입을 차단하는 역할을 하고 있으므로 바람을 동반한 강우환경에서도 수밀성능이 요구된다. 따라서 상기의 환경 조건을 부여한 수밀성 실험을 통하여 우수차단 시스템의 디테일에 대한 수밀성능을 평가하고자 한다. 실험 결과, 모든 실험체에서 누수가 발생하였으며, 우수의 유입경로는 동일한 것으로 확인되었다. 특히, 바람에 의하여 물입자들이 구조물 내부로 들이치는 현상이 주원인이므로 이를 보완한 새로운 우수차단 시스템의 디테일이 요구된다. 이 연구를 통해 강우 환경과 바람 환경을 동시에 부여하였을 때 발생될 수 있는 우수 침입 경로를 확인하였으며, 수밀 성능 확보 유무가 사전에 검토되어 져야함을 알 수 있었다. 또한, 디테일을 사전에 작성하여 모형 수밀성 시험을 반드시 시행한 후 그 결과에 따라 설계 디테일의 변경, 개선, 보완시공을 하여야 할 것이다.