• 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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• 한국전산구조공학회 2009년도 정기 학술대회
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• pp.76-79
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• 2009

최근 계획되고 있는 초고층 건축물은 높이에 따른 기술경쟁력의 과시와 함께 비정형의 자유로운 건축적 형상을 통한 디자인 형태의 상징성을 강조하는 경향을 보이고 있다. 이러한 비정형 건축물의 구조시스템은 기술적, 경제적 문제로 인해 한정된 수의 가능성 있는 대안만이 고려되어 왔으나, 첨단 디지털 기술의 발전에 따라 비정형 건축물의 구조시스템에 대해 이전에는 적용이 불가능하였던 다수의 구조시스템 대안을 생성하고 동일한 컨셉을 가진 다양한 구조시스템 대안의 비교평가를 통해 검토안의 수를 최소화하는 것이 가능해졌다. 본 연구에서는 비정형 건축물 구조시스템 설계를 위한 디지털 요소기술에 대해 현재까지의 연구현황을 분석하고 앞으로의 연구방향과 과제를 제시하고자 한다.

• 한국건설관리학회논문집
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• 제14권5호
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• pp.35-43
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• 2013

최근 상당기간과 공사비를 최소화할 수 있는 비정형 건축물의 설계와 시공이 새로운 기술로 구현되고 있다. 이는 비정형 건축물의 최적화 설계와 부재화를 통한 공장 생산 시스템과 현장 조립 및 설치 기술로 가능하다. 비정형 건축물의 구현을 위한 연구가 진행되어 왔으나 여전히 비정형 건축물 시공은 설계오류와 시공자의 도면이해 부족, 시공경험 및 공법의 부재 등으로 인하여 시공 품질과 공기, 공사비 증가 등의 잠재적 리스크를 포함하고 있다. 비정형 건축물의 시공품질 향상과 공기단축 및 시공비 상승의 문제점을 해결하기 위한 3D 디지털 설계와 제작 기술을 적용하는 것이 중요하다. 이에 본 연구는 비정형 구조물의 시공성을 고려한 3차원 디지털 설계 최적화 프로세스를 제안한다. 궁극적으로 본 연구는 비정형 구조물의 구조검토, CNC(Computerized Numerical Control) 가공에 의한 부재의 정밀제작, 설치, 시공의 오차관리로 최적 시공의 근간이 되는 비정형 건축물 외피 시스템 구현을 위한 최적화 설계 프로세스를 제시한다.본 연구는 비정형 건축물을 구현한 사례를 살펴보고 디지털 설계 프로세스와 적용 프로그램을 살펴본다. 비정형 건축물의 설계도의 3D 디지털 데이터 구축과 디지털 최적화 구현 사례로 4대강 대표 물문화관(The ARC)을 중심으로 설계단계에서 적용된 최적화 기법을 순차적으로 분석하여 비정형 건축물의 3차원 좌표제어에 대한 방법론을 제시한다.

• 한국건축시공학회지
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• 제13권5호
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• pp.434-440
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• 2013

최근 건축은 정형의 건축물의 외관과 설계 범위를 벗어난 비정형의 설계, 시각화, 3차원 모델 구현이 이루어지고 있다. 일반 정형건축물과는 달리 비정형건축물의 지붕과 외벽은 디자인 중심의 외벽시스템과 배수, 방수의 성능을 지닌 지붕마감시스템으로 설계되고 시공되었다. 그러나 비정형 건축물은 외벽과 지붕의 구분이 없어지고 외피로의 개념으로 통합된다. 또한 건축설계의 디자인 트렌드가 정형에서 비정형의 자유로운 형태로 급변하고 있어 각종 현상설계 및 턴키 등 설계경기의 당선을 위하여 비정형의 건축물이 자주 등장하고 있다. 기존 비정형 건축구조물의 곡면외피를 시공하기 위해서는 스틸 각파이프나 C형강으로 비정형 형태를 만들고 거기에 외장을 시공한다. 그러나 이는 공사 기간 지연과 높은 공사비용이 소요되는 문제점이 있다. 제작, 설치, 검측 후 비정형 패널의 부착 오류, 줄눈의 불일치, 곡면의 직선 시공 등의 오류가 매우 빈번히 발생하고 있다. 이에 본 연구는 3차원 좌표제어 기술의 하나인 CNC Twisted Tube 공법을 적용한 구조체의 시공과정을 면밀히 검토하여 3차원 좌표제어 기술로 비정형 건축물의 구현 방안을 제시한다.

• 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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• 한국전산구조공학회 2010년도 정기 학술대회
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• pp.251-254
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• 2010

본 연구에서는 세계 각지의 초고층 건축물 사례 55개를 대상으로 초고층 형상의 비정형성을 대표적 유형에 따라 분류하고 해당 유형에 적용된 구조시스템을 조사함으로써 건축물의 비정형 형상과 이를 구현하기 위해 적용된 구조시스템간의 상관관계를 분석하였다. 대표적인 비정형 형상을 5개 유형으로 분류하고 구조시스템의 적용빈도를 조사한 결과, 적용 사례가 많은 Extrusions와 Tapers 형태에서는 적용된 구조시스템과의 유의미한 상관관계를 파악할 수 있었으며, 적용 사례가 많지 않은 Twisters, Tilted, Free Form 형태에서는 구조시스템의 상대적 적용 경향을 파악할 수 있었다. 본 연구의 결과는 비정형 형상에 적합한 구조시스템 대안의 우선순위를 설정하고 구조시스템 생성을 위해 형상으로부터 추출해내야 할 초기 파라미터를 선정하는데 활용할 수 있을 것으로 기대된다.

• 전산구조공학
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• 제29권2호
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• pp.12-17
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• 2016

본 기사에서 대형 비정형 건축물의 시공 중 자동 모니터링 사례를 소개하였다. 소개한 사례에서는 무선 자동 계측 시스템을 이용하여 변형률계, 경사계, 변위계 등이 총 88개 설치되어 약 13개월 동안 장기 모니터링이 수행되었다. 무선 자동 계측시스템은 장기간의 데이터를 확보하고 데이터 간의 상관성 및 이력분석을 용이하게 하였다. 이를 통해 대상 구조물의 시공 중 안전성 및 안정성을 확보하고, 정밀 시공을 구현하는데 기여할 수 있었다.

• 중소기업융합학회논문지
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• 제6권1호
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• pp.25-32
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• 2016

현대건축의 변화와 발달에 따라 건축물의 형상은 더욱 다양해지고 비정형화 되어가는 추세에 있다. 그러나, 건축물의 내진성능에 대한 고려를 배재한 가운데 진행된 건축형상의 변화에 대한 시도는 지진 발생 시 심각한 구조적 피해를 초래할 수 있다. 따라서, 건축형상에 대한 합리적 분류를 기반으로, 보다 상세하고 발전된 내진설계 전략을 수립하는 것은 매우 중요한 기술적 대비로서의 의미가 있다. 본 연구에서는 다양한 요각모서리 형상을 갖는 수평비정형 구조물들에 대한 내진성능을 비교 검토하고자 하였다. 최대한 단순화 된 비교가 가능하도록 정형구조물 및 서로 다른 네 가지 수평비정형 구조물 모델을 선정하여 구조적 특징을 통일시키고, 각 비정형성에 대한 등가정적해석을 수행하였다. 해석 결과, 상대적으로 탁월한 정형구조물의 내진성능을 확인할 수 있었고, 수평비정형성을 반영하는 요각모서리 부분에서 상대적 응력집중 및 구조적손상이 확인되었다. 본 연구 결과를 통해 미래의 도시건축물 내진설계를 위한 내진성능 기반의 가이드라인을 제시할 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국산학기술학회:학술대회논문집
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• 한국산학기술학회 2009년도 춘계학술발표논문집
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• pp.565-570
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• 2009

국내의 비정형 건축물은 현재 도입기로, 동대문디자인파크, 전곡선사박물관, 부산국제영화센터 등이 건설 계획 되어지고 있지만 대부분이 실시설계 또는 착공단계에 머물고 있고, 아직까지 구체적인 시공단계에 이른 건축물이 없는 실정으로 비정형외장재의 이중곡률 (Non-Uniform Rational B-Spines)을 반영한 프로토타이핑(Prototyping), 패널화(Panelizing), 현장조립 시 기하학 통제기법, 시공오차 측정기법, As-Planned 도면과 As-Built 도면의 비교를 통한 준공도면의 작성기법 등에 대한 준비가 절실히 필요한 상황이다. 그러나 현재 비정형 건축물의 설계는 초기계획(Concept Design) 단계에서 건축가와 구조기술자의 협업 중요성만 강조되고 있고, 건축물이 비정형화됨에 따라 기하학적으로 설계 및 시공되어야 하는 건축물의 외장재에 대한 설계방법과 시공단계에서 시공품질 확보방안, 시공 하자를 유발시키는 다양한 변수에 대한 대응방안 등은 아직까지도 그 중요성을 인식하지 못하고 있는 실정이다. 따라서 본 연구에서는 비정형 건축물의 설계에 사용되는 Architectural Geometry Control 도구 중 그 활용성이 부각되어 지고 있는 Bentley 사의 Generative Components를 활용하여 비정형 건축물의 이중곡률 곡면외장재의 부재생산을 위한 패널화, 제작도면 추출에 관한 연구를 수행하고자 한다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제34권4호
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• pp.175-182
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• 2021

연층을 가지는 건축물들의 피해사례가 관측됨에 따라 기존 건축물 내진성능평가시 수직비정형의 고려가 중요해졌다. 하지만 기존 방법은 수직비정형을 충분히 반영하기 어렵기 때문에 수직비정형을 가지는 건축물에 대해 내진성능을 과소 혹은 과대평가할 여지가 있다. 본 연구는 강성기반 연층비(Soft Story Ratio, SSR)를 이용해 수직비정형 건축물의 내진성능평가 기법을 개발하는데 목적이 있다. SSR은 변위에 대한 요구량과 능력의 비율을 나타내고, 강성차이에 의한 수직비정형을 고려하여 건축물의 변위집중 비율을 의미하는 파라미터다. 1층 기둥을 변수로 하는 필로티 건축물 네 개를 대상으로 개발한 내진성능평가 기법을 기존의 내진성능평가 기법과 비교하였다. 기존 기법은 수직비정형이 극대화되는 모델에 대해 내진성능을 과대평가하는 경우가 발생하였다. 반면 제안된 기법은 모든 모델에 대해서 상세평가의 결과와 동일했다. 따라서 제안하는 내진성능평가 기법은 수직비정형이 극대화되는 필로티 건축물에서 기존의 방법보다 정밀하게 내진성능평가 결과를 제공할 수 있다고 사료된다.

• 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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• 한국전산구조공학회 2011년도 정기 학술대회
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• pp.18-21
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• 2011

비정형의 대공간 구조물은 대량의 부재가 규칙성을 가지고 공간상에서 반복되는 패턴을 가지는 특징이 있다. 이러한 특징은 기존의 구조해석 모델러로부터의 접근을 어렵게 하는 반면, 관계성과 규칙성을 논리적으로 모델링함으로써 최종 모델을 생성해내는 파라메트릭 모델링 방법에는 매우 적합하다. 본 연구에서는 이전의 연구를 통해 개발된 파라메트릭 구조해석 모델링 툴인 STRAUTO을 이용해 전형적인 비정형 대공간 구조물인 용인시민체육공원 주경기장의 모델링에 파라메트릭 모델링 기법을 직접 적용해 봄으로써 이 새로운 접근법의 적합성과 효율성을 검토해 보았다.

• 전산구조공학
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• 제37권2호
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• pp.16-23
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• 2024