• 제목/요약/키워드: Geometric Construction

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해안 구조물의 기하형상과 변위 해석 (Analysis of Geometric Shape and Displacement in Coastal Structure)

  • 문두열;백태경;이탁곤;이성수
    • 한국지리정보학회지
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    • 제15권4호
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    • pp.114-123
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    • 2012
  • 본 연구는 국내에 시공이 완료되어 공용중인 해안 구조물 중 현수교를 대상으로 그 기하형상을 결정하고, 이를 이용하여 공용 이후의 대상 현수교의 변위를 결정함으로써, 케이블 교량의 안정성을 평가하는데 그 목적을 둔다. 이를 위해 공용 이후 시기별 주경간의 길이, sag, sag 비, 그리고 주탑의 변위를 산정하였다. 이는 대상 현수교 주탑의 거동에 따른 단계별 관리기준과 비교해 볼 때, 대상 현수교가 유지관리기준 범위 내에서 안정적으로 거동하고 있음을 알 수 있었다. 이상과 같이 현수교의 거동을 정확히 파악하기 위해서는 그 기하형상의 결정이 우선시된다. 따라서 공용기간 및 교통량의 증가에 따른 주기적인 실측형상모델의 결정이 필요하며, 이는 현수교 유지관리에 있어서 그 안정성 확보에 크게 기여할 수 있을 것으로 기대된다.

비정형 건축물 외장패널의 최적화에 관한 연구 (A Study on the Optimization of the Free-Form Buildings Façade Panels)

  • 임장식;옥종호
    • 한국CDE학회논문집
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    • 제19권2호
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    • pp.91-102
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    • 2014
  • The outer surface of an irregular structure contains panels with two-directional curvature called NURBS. To construct these forms of exterior materials, complex geometric surface should be divided into forms and sizes that can be manufactured and constructed. Because the bigger the curvatures of these divided exterior panel, the more expensive the construction costs, these complex two-directional curvatures should go through optimal process of reinterpretation to minimize the curved surfaces with complex two-directional curvatures. Yet, to gain higher ground in technological competition in the field of irregular structure construction, companies do not share know-how that they obtained. Accordingly, small construction and design companies have trouble calculating even rough estimate and cannot adjust expected construction cost based on comparison of design alternatives. Given this situation, this study conducted the research that can support decision-making in the design stage of the construction and provide basic material for optimal range to reduce manufacturing cost by the minimizing the distorted plane of the irregular structure.

시공중 자정식 현수교의 행거 장력변화 (Hanger Tension Variation of Self-Anchored Suspension Bridge in Construction)

  • 김호경;서정인
    • 대한토목학회논문집
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    • 제14권6호
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    • pp.1309-1317
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    • 1994
  • 앵커리지 (Anchorage)가 주케이블을 지지하는 전형적인 현수교에서는 행거를 가설한 후에 보강형을 순차적으로 가설하기 때문에 시공시 행거에 별도의 긴장력이 필요없다. 이와는 달리 자정식 현수교는 가교각으로 보강형을 지지한 후 행거를 설치하게 된다. 따라서 행거 가설시 초기 긴장력을 가할 필요가 있으며 이 후 계속되는 시공과정에 의해 장력이 지속적으로 변화하게 된다. 따라서 행거의 가설방법을 변화시켜가며 이에 따른 행거장력의 변화 양상을 파악하여 가장 효율적으로 행거를 가설할 수 있는 방법을 결정할 필요가 있다. 이를 위하여 본 연구에서는 해석적인 방법을 제시하였다. 현수교 시공의 진행에 따라 단계적으로 변화하는 구조계를 모사할 수 있는 사공단계해석 알고리즘을 제시하였다. 또한 자정식 현수교에서 발생할 수 있는 기하비선형 해석모델을 제시하였다. 실물 교량을 대상으로 제시된 해석방법에 따라 가장 효과적이라고 생각되는 시공방법을 제시하였다.

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이사벨 톨리도 컬렉션에 나타난 유기적 기하학 (Organic Geometry in Isabel Toledo's Collections)

  • 임은혁
    • 한국의상디자인학회지
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    • 제18권4호
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    • pp.63-75
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    • 2016
  • This study examines the organic geometry in Isabel Toledo's collections in terms of the practicality of American sportswear tradition. This study conducts literary survey combined with case analysis of Toledo's works from her debut collection in 1985 to the recent ones. The organic geometry in Toledo's designs refers to the conversion of two-dimensional garment patterns into three-dimensional garment forms with the body as a medium, which is classified into the following categories in this study. First, 'fluidity' describes Toledo's highly fluid jersey dresses which maintain consistent structures by patchwork draping and suspension technique. Second, 'reductionist structure' illustrates that simple geometric shapes such as circles and squares disappear as soon as worn on the body. Third, 'origami construction' explains folding two-dimensional fabrics into three-dimensional forms, which causes the outlines of the body to appear abstract. Toledo's designs deliver the tradition of American sportswear through the organic geometry of garment construction. Toledo's works are authentic American in the aspects that they are functional and modern; they satisfy the practical needs, prioritize the movements of wearers, pursue multi-functions, and their ornamental elements are accompanied by the construction of garments. Isabel Toledo presents designs drawing on her unwavering aesthetics while continuously developing and experimenting creative ways of garment construction.

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-건설현장에서의 시공 자동화를 위한 Laser Sensor기반의 Workspace Modeling 방법에 관한 연구- (Human Assisted Fitting and Matching Primitive Objects to Sparse Point Clouds for Rapid Workspace Modeling in Construction Automation)

  • 권순욱
    • 한국건설관리학회논문집
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    • 제5권5호
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    • pp.151-162
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    • 2004
  • Current methods for construction site modeling employ large, expensive laser range scanners that produce dense range point clouds of a scene from different perspectives. Days of skilled interpretation and of automatic segmentation may be required to convert the clouds to a finished CAD model. The dynamic nature of the construction environment requires that a real-time local area modeling system be capable of handling a rapidly changing and uncertain work environment. However, in practice, large, simple, and reasonably accurate embodying volumes are adequate feedback to an operator who, for instance, is attempting to place materials in the midst of obstacles with an occluded view. For real-time obstacle avoidance and automated equipment control functions, such volumes also facilitate computational tractability. In this research, a human operator's ability to quickly evaluate and associate objects in a scene is exploited. The operator directs a laser range finder mounted on a pan and tilt unit to collect range points on objects throughout the workspace. These groups of points form sparse range point clouds. These sparse clouds are then used to create geometric primitives for visualization and modeling purposes. Experimental results indicate that these models can be created rapidly and with sufficient accuracy for automated obstacle avoidance and equipment control functions.

A BIM-based Automated Framework for Formwork Planning on Construction Sites

  • Xu, Maozeng;Mei, Zhongya;Tan, Yi
    • 국제학술발표논문집
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    • The 7th International Conference on Construction Engineering and Project Management Summit Forum on Sustainable Construction and Management
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    • pp.52-61
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    • 2017
  • Considering its significant impact on the cost and schedule of construction projects, formwork as one part of temporary facility categories in construction should be arranged precisely. Current practice in the formwork planning is often conducted manually and repetitively, causing low efficiency and time waste. This study proposes an automated framework to generate more accurate and detailed formwork plans by utilizing information from building information modeling (BIM) considering the adequate geometric and semantic information provided by the BIM model. The dimensions and quantities information of elements in a building can be extracted automatically. Then, a rule is prepared for calculating the required forms erected around elements based on the contact areas. Finally, an algorithm of integrating first fit decreasing (FFD) with coordinated bottom left (CBL) is applied to automatically generate the formwork plan. The BIM-based automated planning framework is demonstrated by an illustrative example. The results show that the proposed framework can generate the formwork plan accurately and automatically, and significantly improve the efficiency in the formwork plan and reuse.

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Registration-free 3D Point Cloud Data Acquisition Technique for as-is BIM Generation Using Rotating Flat Mirrors

  • Li, Fangxin;Kim, Min-Koo;Li, Heng
    • 국제학술발표논문집
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    • The 8th International Conference on Construction Engineering and Project Management
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    • pp.3-12
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    • 2020
  • Nowadays, as-is BIM generation has been popularly adopted in the architecture, engineering, construction and facility management (AEC/FM) industries. In order to generate a 3D as-is BIM of a structural component, current methods require a registration process that merges different sets of point cloud data obtained from multiple locations, which is time-consuming and registration error-prone. To tackle this limitation, this study proposes a registration-free 3D point cloud data acquisition technique for as-is BIM generation. In this study, small-size mirrors that rotate in both horizontal and vertical direction are used to enable the registration-free data acquisition technique. First, a geometric model that defines the relationship among the mirrors, the laser scanner and the target component is developed. Second, determinations of optimal laser scanner location and mirror location are performed based on the developed geometrical model. To validate the proposed registration-free as-is BIM generation technique, simulation tests are conducted on key construction components including a PC slab and a structural wall. The result demonstrates that the registration-free point cloud data acquisition technique can be applicable in various construction elements including PC elements and structural components for as-is BIM generation.

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도로 및 인접차량과의 상호작용분석을 통한 차량의 주행안전성 평가기법 개발 연구 (A Methodology for Evaluating Vehicle Driving Safety based on the Analysis of Interactions With Roads and Adjacent Vehicles)

  • 박재홍;오철;윤덕근
    • 대한교통학회지
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    • 제35권2호
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    • pp.116-128
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    • 2017
  • 교통사고는 운전자가 주변 차량 및 도로기하구조 상태 변화에 대한 인지부족과 적절한 회피 행동을 능동적으로 수행하지 못하는 경우에 순간적으로 발생하는 차량의 물리적 충돌사건으로 정의 될 수 있다. 따라서, 운전자가 도로를 주행하면서 만들어 내는 주변 환경과의 상호작용을 지속적으로 모니터링하고, 교통사고를 유발할 개연성이 높은 이벤트를 검지하는 것은 교통사고 예방을 위한 선결조건이다. 본 연구에서는 연속류 도로를 대상으로, GPS(Global Positioning System)-IMU(Inertial Measurement Unit), 카메라, 레이더, 라이다가 부착된 조사 차량을 이용하여 도로기하구조 및 교통환경 정보를 취득하였다. 취득된 정보를 가공하여 차량의 상호 작용 및 도로기하구조 특성을 고려한 주변차량과의 충돌 가능성여부를 평가할 수 있는 알고리즘을 개발하였다. 특히, 도로기하구조를 제한속도(직선부), 안전 속도(곡선부)로 구분하여 평가하고, 교통안전지표인 SDI를 이용하여 차량의 주행안전성을 평가하였다. 본 연구에서 개발한 방법론은 도래하는 자율주행시대에 차량의 센서로 부터 수집이 가능한 자료를 이용하여 안전성을 평가한다는 관점에서 향후 유용하게 활용 될 수 있을 것으로 기대된다.

3D Printing in Modular Construction: Opportunities and Challenges

  • Li, Mingkai;Li, Dezhi;Zhang, Jiansong;Cheng, Jack C.P.;Gan, Vincent J.L.
    • 국제학술발표논문집
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    • The 8th International Conference on Construction Engineering and Project Management
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    • pp.75-84
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    • 2020
  • Modular construction is a construction method whereby prefabricated volumetric units are produced in a factory and are installed on site to form a building block. The construction productivity can be substantially improved by the manufacturing and assembly of standardized modular units. 3D printing is a computer-controlled fabrication method first adopted in the manufacturing industry and was utilized for the automated construction of small-scale houses in recent years. Implementing 3D printing in the fabrication of modular units brings huge benefits to modular construction, including increased customization, lower material waste, and reduced labor work. Such implementation also benefits the large-scale and wider adoption of 3D printing in engineering practice. However, a critical issue for 3D printed modules is the loading capacity, particularly in response to horizontal forces like wind load, which requires a deeper understanding of the building structure behavior and the design of load-bearing modules. Therefore, this paper presents the state-of-the-art literature concerning recent achievement in 3D printing for buildings, followed by discussion on the opportunities and challenges for examining 3D printing in modular construction. Promising 3D printing techniques are critically reviewed and discussed with regard to their advantages and limitations in construction. The appropriate structural form needs to be determined at the design stage, taking into consideration the overall building structural behavior, site environmental conditions (e.g., wind), and load-carrying capacity of the 3D printed modules. Detailed finite element modelling of the entire modular buildings needs to be conducted to verify the structural performance, considering the code-stipulated lateral drift, strength criteria, and other design requirements. Moreover, integration of building information modelling (BIM) method is beneficial for generating the material and geometric details of the 3D printed modules, which can then be utilized for the fabrication.

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도로 주변부 기온에 영향을 미치는 요인에 관한 연구: 도로조건과 교통특성을 중심으로 (A Study on the Factors Affecting Air Temperature on Roadside : Focusing on Road Conditions and Traffic Characteristics)

  • 이유화;양인철;김도경;임지현
    • 대한토목학회논문집
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    • 제33권4호
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    • pp.1619-1629
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    • 2013
  • 지구 온난화와 도시 열섬 현상, 그리고 도시 및 교통 환경과 도시민의 건강은 상호 직 간접적인 관계로 이어져 있다. 특히 도시 폭염 및 폭우 등과 같은 이상 기온현상은 도시민의 삶의 질과 관련되어 부정적인 영향을 미치고 있어 그 현상을 파악하기 위한 연구가 최근 다양하게 수행되고 있다. 본 연구에서는 도시 피복율이 높은 도로의 기하구조 및 교통조건이 도로 주변부 기온에 미치는 영향을 파악하기 위하여 서울시 도로 5개의 서로 상이한 도로 기하구조를 가지고 있는 지점의 기온, 습도, 풍속, 교통량, 평균 통행속도, 중앙분리대 설치 여부, 가로 식재 설치 여부 등 도로의 환경(미기상적) 조건과 더불어 도로 및 교통 현황을 조사하였다. T-test 분석 결과 기온의 특성상 오전, 낮, 밤의 기온이 서로 상이하다고 밝혀졌기 때문에 도로 주변부 기온 분석 모형은 시간대별로 각각 구축되어 타당한 결과가 도출되었다. 도로 기하구조면에서는 시간대와 상관없이 식생 중앙분리대가 설치된 도로의 경우는 설치하지 않은 도로에 비해 $1.3{\sim}2.2^{\circ}C$정도의 기온 저감효과를 보이는 것으로 나타났다. 교통조건면에서는 평균통행속도가 낮아질수록, 차로당 교통량이 많을수록 도로 주변부 기온이 올라가는 것으로 밝혀졌다. 따라서 교통 운영면에서 소통을 원활하게 하는 정책을 수행한다면 도로 주변부 기온을 낮추는 효과도 가질 수 있다고 판단된다.