• 한국공간구조학회논문집
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• 제11권1호
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• pp.113-120
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• 2011

지붕구조의 개폐가 가능한 체육시설 및 복합시설은 대공간구조물의 장점을 잘 나타내고 있으며 대공간구조물의 전천후 사용이 가능하도록 하였다. 개폐식 지붕구조는 구조형식, 마감재료, 개폐방식에 따라서 매우 다양하며 개폐방식에 따라서 중첩방식, 수평이동방식, 주름접기방식 등으로 구분할 수 있다. 특히 중첩방식이나 수평이동방식에 의한 지붕구조의 움직임은 주행하중, 충격하중, 관성력 및 제동력과 같은 동적하중이 구조물에 가해질 수 있으므로 이에 대한 대공간구조물의 진동해석이 필요할 것으로 사료된다. 지붕구조의 움직임에 의한 주행하중은 이동질량 또는 이동하중으로 적용할 수 있으나 비교적 움직임이 느린 개폐식 지붕구조에 의한 동적하중은 아동하중으로 적용하는 것이 타당하다. 따라서 본 논문에서는 지붕구조의 개폐로 야기되는 이동하중에 대한 새로운 적용방법을 제안하고 이를 이용하여 개폐식 지붕의 개폐속도에 따른 대공간구조물의 진동해석을 수행하였다. 본 논문에서 제안된 등가 이동하중은 지붕구조 개폐에 의한 대공간구조물의 진동해석에 있어서 매우 용이하게 활용할 수 있다.

• 한국공간구조학회논문집
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• 제9권2호
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• pp.83-90
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• 2009

기존에 공간구조물의 동적거동에 관한 대부분의 연구는 수치해석적 방법을 이용하여 지붕구조의 동적거동 파악을 위주로 하고있다. 그러나 실제 공간구조물의 지붕구조는 기둥 또는 벽체와 같은 하부구조에 의해 지지되므로 지진발생시 상부구조의 동적거동은 하부구조에 따라서 많은 영향을 받는다. 본 연구에서 아치구조물에 대한 하부 기둥구조의 재질을 황동과 폴리카보네이트로 하고 각각의 단면 및 길이 변화와 상부 지붕구조의 추가질량에 따른 고유주기 변화특성을 파악하고자 한다. 기둥의 강성 및 추가질량의 변화에 대하여 고유주기의 변화율이 상대적으로 크게 나타났다. 즉 하부 기둥구조의 강성이 상부 지붕구조의 강성과 비교하여 매우 큰 경우에 기둥구조의 강성변화나 지붕구조의 질량변화에 따른 공간구조물의 고유진동수 변화가 거의 없다.

• 한국공간구조학회:학술대회논문집
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• 한국공간구조학회 2008년도 춘계 학술발표회 논문집
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• pp.227-231
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• 2008

전 세계적으로 많은 개폐식 지붕구조들이 존재한다. 개폐식 지붕은 다양한 사용성과 요소들로 구분된다. 100여개 이상의 사례를 스팬, 구동장치, 개폐방식, 지붕재료 등등과 같은 요소들로 분류 될 수 있다. 이 논문에서 분류된 데이터를 바탕으로 건축적인 그리고 구조적인 계획에 있어서 고려해야 할 사항을 제안하고자 한다.

• 한국건설관리학회:학술대회논문집
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• 한국건설관리학회 2001년도 학술대회지
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• pp.228-231
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• 2001

부산종합운동장 주경기장 지붕구조는 케이블현수구조로 그 시공은 VSL 리프팅시스템을 사용한 인양공법을 채택하여 이루어 졌다. 본 지붕구조물의 시공은 크게 5단계 공정으로 이루어 졌고, 상기 공정 중 인양작업은 상부케이블과 하부케이블로 나누어 1차 인양작업과 2차 인양작업으로 이루어 졌다. 본 지붕구조물의 경우 각 케이블의 정착단은 조정이 불가능한 개방소켓으로 되어 있어 설계시 각 케이블의 길이 계산이 잘못될 경우에는 케이블이 구조부재로써 소정의 성능을 유지하기 위해 필요한 인장응력의 도입이 불가능하게 된다. 그러나, 구조물의 인양이 완료된 상태에서 계측된 각 케이블의 장력에 의하면 평균 $4\%$정도의 정확도를 보이고 있어 설계뿐만 아니라 지붕구조와 관련된 모든 공정의 시공이 치밀하게 이루어 졌음을 보여 주고 있다.

• 디자인학연구
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• 제16권4호
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• pp.243-254
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• 2003

본 연구의 목적은 마리오 보타에 의해 디자인된 천창과 지붕구조를 공간적, 형태적 관점에서, 빛의 연출 관점에서 분석하여 그 특성을 파악하는데 있다. 이 같은 목표에 따라 본 연구에서는 보타의 천창과 지붕구조를 잘 설명해 줄 수 있는 작품 13점을 선정, 디자인 원리에 입각하여 분석하고자 하였다. 본 연구를 통해 파악된 보타의 천창, 지붕구조의 특성은 아래와 같이 정리될 수 있겠다. 첫째, 벽돌과 같이 두터운 재료에 의해 제한되어 비교적 어두운 실내가 되는 보타의 작품에서 천창은 공간을 밝혀주는 주된 채광수단이 된다. 지붕구조는 천창으로부터 유입되는 빛을 효율적으로 분산 할 수 있도록 치밀하게 디자인되었다. 둘째, 그의 작품에서 천창과 지붕구조는 형태를 창조하는 요소로서 역할을 담당한다. 그것들은 작품 외관을 위해 고유한 이미지를 창출하는데 일조하며 실내공간에 형태를 부여하게 된다. 셋째, 천창은 또한 외부의 자연과 대화하는 창으로 실내에 기여한다. 사람들은 실내에서 천창을 통해 시간의 흐름을 감지하게 되며 하늘의 풍경을 감상할 수 있다. 넷째, 천창을 통해 유입되며 지붕구조에 의해 조절되는 빛은 보타의 실내에 특별한 분위기를 연출한다. 위로부터 떨어지는 빛을 갖는 실내에서 사람들은 신비로움과 경건함을 느끼게 된다. 다섯째, 천창은 또한 상징적 의미를 내포한다. 천창은 하늘과 땅 사이의 관계를 상징하기도 하며 교회 작품에서는 성도들에게 하늘나라의 비젼을 보여주기도 한다. 인공조명을 활용하여 단순한 실내를 강조하는 근래의 우리 작가들 작품과 비교할 때 천창과 지붕구조를 적극적으로 기용, 자연광의 이점을 취하며 이들을 조형요소로도 이용하는 보타의 작품은 우리 작가들의 작품과는 다른 또 다른 형식의 디자인을 제안하고 있다.

• 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.

• 헤리티지:역사와 과학
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• 제49권3호
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• pp.78-103
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• 2016

본 연구는 부석사 무량수전의 측면 지붕부 결구 구조에 관한 연구이다. 부석사 무량수전은 일제시대에 해체 보수한 기록이 있으며, 팔작지붕의 측면 지붕부 결구 구조기법과 추녀, 귀서까래 등의 결합 수법들이 정연한 형태로 결구되지 않고, 조선시대 팔작지붕의 측면 지붕부 결구구조와 이질적인 요소가 많아 원형이 아닌 것으로 끊임없이 제기되어 왔다. 또한, 그 편년에 대해 다양한 의견(13세기, 12세기 건축)들이 국내외 학자들에 의해 제시되어 왔었다. 본 연구는 동아시아 목조건축 구조틀이라는 관점에 근거하여, 중국 당 송대 팔작지붕에서 부석사 무량수전과 측면 지붕부 결구구조 기법과 유사한 건축을 대상으로 평면비 및 어칸과 퇴칸의 비례를 상호 비교하여 살펴 본 결과 부석사 무량수전의 측면 지붕부 결구구조는 팔작지붕에서도 볼 수 있는 기법으로 판단하였다. 부석사 무량수전처럼 측면 서까래가 내부 보(량(梁))에 직접 접하는 기법은 중국 당 송대 팔작지붕 건축에서도 흔하게 볼 수 없는 수법으로, 중국의 팔작지붕은 당대(唐代) 이후에 산화(山花, 합각) 양가(梁架)를 구성하여 팔작지붕의 측면을 구성하는 기법이 발달되어, 명청대 이전까지 크게 발전된 것으로 보인다. 또한 귀서까래의 발달과정 중 평행서까래에서 말굽서까래로 전환되기 이전 방식인 평행복사연(平行輻射椽)이 현재 부석사 무량수전의 귀서까래 방식과 유사한 것으로 보인다. 다만, 추녀의 중간부분부터 귀서까래가 걸치지 않는 부석사 무량수전의 방식은 중국에서도 현재까지 확인되지 않은 방식으로 부석사 무량수전의 특성으로 보인다. 이런 기법들을 살펴본 결과 부석사 무량수전의 측면 지붕부 결구구조는 중국 남방지역에서는 볼 수 없으며, 북방 지역의 당 송대(唐 宋代) 및 요대(遼代) 시기에 볼 수 있는 기법으로, 건축물의 편년시기와 평면에서 어칸과 퇴칸의 비례 관계를 고려해볼 때 동아시아 북방지역에서 볼 수 있는 고식(古式)의 구조 기법으로 판단된다. 부석사 무량수전의 측면 지붕부 결구구조가 변형된 것이 아니고, 팔작지붕 고유의 방식일 가능성이 있는 만큼 향후 부석사 무량 수전의 평면과 어칸 및 퇴칸의 비례, 측면 지붕부 결구구조를 중심으로 고려시대 이전 폐사지 중 팔작지붕으로 추정되는 건물의 측면 지붕부 결구구조에 대해 복원 설계에 좋은 참고가 될 것으로 보인다.

• 한국공간구조학회:학술대회논문집
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• 한국공간구조학회 2008년도 춘계 학술발표회 논문집
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• pp.127-132
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• 2008

최근, 지진하중에 대한 대공간구조무의 응답특성에 관한 연구가 다수 수행되었으며, 라이즈/스팬비가 큰 지붕구조에 대하여서는, 수평지진입력에 대한 역대칭모드의 증폭이 지배적으로 됨이 지적되었다. 본 연구에서 제안하는 정적지진하중평가법에서는, 라이즈가 있는 지붕구조의 내진설계를 수행함에 있어, 허용응력도설계법을 따르며, 그림1과 같이 설계용전단력를 지붕면에 따라 부가하는 정적평가법을 채용하고 이를 정적지진하중평가법이라 부르기로 한다. 본 논문의 구성으로서는, 정적평가법의 개념 및 정적설계식의 유도과정을 나타내고, 라이즈/스팬비가 서로 다른 지붕구조물을 대상으로 하여, 본 평가법에 의한 결과와 정적응답해석을 수행한 결과를 비교하고, 정적평가법의 타당성에 대하여 검토한다.

• 한국공간구조학회논문집
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• 제12권3호
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• pp.47-54
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• 2012

대공간 건축물의 특징 중 경량화 된 지붕 구조 및 재료의 사용으로 인해 지붕면의 손상이나 파괴 등의 피해가 많다. 대규모 경기장의 경우에는 지붕의 구조가 철골 트러스와 인장케이블을 기반으로 테프론이라는 막재료를 사용하여 구조체를 감싸거나 덮는 형태로 많이 설계가 되는데, 특히 이 막재료의 피해가 많으며 심각한 상황이다. 이러한 사례를 통해 대공간 건축물의 지붕에 대한 내풍설계 연구는 아직 미흡한 상태임을 알 수 있다. 본 논문은 쌍곡포물선 대공간구조물의 지붕의 형태에 대한 공기역학적인 특성을 알아보기 위하여 풍압실험과 유체해석을 실시하였다. 실험결과 바람이 불어오는 방향의 지붕 모서리에서 가장 큰 최소피크외압계수가 나타나지만 지붕의 길이방향으로 갈수록 최소피크풍압계수는 감소하고 있었다.

• 한국공간구조학회논문집
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• 제10권1호
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• pp.85-93
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• 2010

공간구조의 지붕을 지지하는 기둥상단부에 탄소성기구를 설치하여 설계 하중을 초과하는 지진동이 가해졌을 때 이 기구의 탄소성 이력거동을 통하여 지진에너지가 흡수되는 효과를 검토한다. 이 효과로 지붕트러스로 전달되는 지진에너지가 저감되는 것을 입증하고 이러한 원리를 공간구조물의 제진설계에 활용할 수 있음을 입증한다. 트러스 형식의 지붕구조에 설계하중 이상의 외력이 가해지는 경우에는 구성부재의 좌굴파괴로 인한 건물전체의 취성붕괴가 예상되기 때문에 이러한 상황에서 구조안전성을 확보하는 설계법이 요망되며, 이 논문은 트러스 지붕에 전달되는 지진에너지를 감소시키는 설계방법을 제안하고 있다.