• Structural Engineering and Mechanics
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• 제47권1호
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• pp.59-73
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• 2013

The Xiaolan channel super large bridge is unique in style and with greatest span in the world with a total length of 7686.57 m. The main bridge with spans arranged as 100m+220m+100m is a combined structure composed of prestressed concrete V-shape rigid frame and concrete-filled steel tubular flexible arch. First of all, the author compiles APDL command flow program by using the unit birth-death technique and establishes simulation calculation model in the whole construction process. The creep characteristics of concrete are also taken into account. The force ratio of the suspender, arch and beam is discussed. The authors conduct studies on the three-plate webs's rule of shear stress distribution, the box girder's longitudinal bending normal stress on every construction stage, meanwhile the distribution law of longitudinal bending normal stress and transverse bending normal stress of completed bridge's box girder. Results show that, as a new combined bridge, it is featured by: Girder and arch resist forces together; Moment effects of the structure are mainly presented as compressed arch and tensioned girder; The bridge type brings the girder and arch on resisting forces into full play; Great in vertical stiffness and slender in appearance.

• 한국공간구조학회논문집
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• 제11권1호
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• pp.121-130
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• 2011

스페이스 프레임 구조물은 연속체 쉘 구조물의 원리를 이용하여 매우 넓은 공간을 효과적 으로 덮을 수 있는 구조물이지만 뜀좌굴 및 분기좌굴 등과 같은 불안정거동은 돔형 구조물에서는 더욱 복잡하게 나타난다. 또한 붕괴메커니즘의 이론적 연구와 실험적 연구결과들 사이에서도 많은 차이를 보인다. 본 논문에서는 미적 효과가 크며 단층의 대공간을 확보하기에 적합한 돔형 공간 구조물의 구조 불안정 특성을 접선강성방정식을 이용하여 비선형 증분해석을 수행하고, Rise-span(${\mu}$)비 및 하중모드($R_L$)에 따른 임계점과 분기점의 특성을 돔형 공간구조물의 예제를 통해 고찰하였다. 여기서 불안정점은 증분해석과정을 통해서 예측할 수 있었으며, 예제에서 낮은 ${\mu}$에서는 전체좌굴이, 높은 ${\mu}$의 경우는 절점좌굴이 지배적이며, 낮은 $R_L$에서 정점좌굴이, 높은 $R_L$에서는 전체좌굴이 지배적이고, 전체좌굴이 나타나는 경우, 분기좌굴하중은 완전형상의 극한점좌굴하중의 약 50%에서 70%의 분포를 보였다.

• 한국공간구조학회논문집
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• 제12권1호
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• pp.77-85
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• 2012

막 구조물은 연성의 막에 초기 장력을 주고 외관의 강성을 늘림으로써 외부하중에 안정된 형태를 유지하는 구조물로 두께를 얇게 하여 대공간 구조에 많이 채택된다. 이러한 막 구조는 자유로운 곡선을 표현할 수 있는 특성이 있어, 구조적 형태의 선정은 매우 중요하다. 이에 본 논문에서는 넙스를 기저함수로 하는 비정형 곡면으로 형상을 표현하고, 최적의 곡면 형상 탐색을 위한 대변형 결과값 도출을 위해 기하학적 비선형을 고려한 유한요소해석법을 제안하였다. 또한, 형상 탐색 결과로 나타난 곡면의 형상 근사화의 최소화를 위해 유한 요소망으로 표현된 최종 형상을 다시 넙스로 구현하는 인터페이스 기법을 제안하여, 비정형 막 구조물의 최적 곡면을 표현하였다.

• 한국공간구조학회논문집
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• 제8권2호
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• pp.105-113
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• 2008

쉘형 구조물은 외력에 대해 효과적으로 저항할 수 있어, 두께를 얇게하면서 대공간 구조물을 만들 수 있는 장점이 있다. 이러한 장점은 구조형태에 크게 의존한다. 그러므로 많은 설계자들은 최적 형태를 설계에 반영하고자 하지만, 이는 간단치 않다. 지금까지 보다 최적의 형태를 얻기 위한 많은 기법들이 발표되어 왔고, 이들은 각각 장단점을 나타낸다. 본 논문에서는 최적의 곡면을 얻기 위해 기하학적 비선형을 고려한 유한요소법을 이용한 비교적 간단한 방법을 제안한다. 이러한 방법을 이용하여 다양한 쉘형 곡면에 적용하여 최적곡면을 얻고, 이를 비교한다.

• 한국공간구조학회논문집
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• 제12권1호
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• pp.59-68
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• 2012

대공간 구조시스템의 하나인 스페이스 프레임 구조는 종횡의 부재가 3차원적으로 연결되어 입체적으로 외부 힘에 저항하는 구조로써 높은 강성을 갖는다. 또한 균등한 응력 분담이 가능하도록 설계되는 스페이스 프레임 고유의 역학적 특성에 기인하여 경량화가 가능하다. 스페이스 프레임의 구조안정 문제는 구조물의 여러 가지 조건에 따라 결정되며 매우 중요하다. 본 연구에서는 기하학적 형태에 따른 래티스 돔의 동적구조불안정 특성을 알아보기 위해 2-자유 절점 구조물을 통해 스페이스 프레임의 붕괴 메터니즘을 파악하고, 기하학적 형태에 따라 Star Dome, Parallel Lamella Dome, 3-Way Grid Dome을 모델로 선택하여 동일레벨의 주기성이 없는 STEP 하중에 의한 동적외력 하에서의 라이즈-스팬(${\mu}$)비 및 형상불완전에 따른 불안정 거동 특성을 알아본다.

• 한국공간구조학회논문집
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• 제2권4호
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• pp.61-76
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• 2002

The structure system that is discreterized by continuous shells is usually used to make a large space structures and these structures show the collapse mechanisms that are captured at over the limit load, and snap-through and bifurcation are most well known of it. For the collapse mechanism, rise-span ratio, element stiffness and load mode are main factor, which it give an effect to unstable behavior. Moreover, resist force of structure can be reduced by initial condition and initial imperfection significantly. In order to investigate the instability of shell structures, the finite deformation theory can be applied and it becomes a nonlinear mathematics in which use equation of tangential stiffness incrementally. With an initial imperfection, using simple example and Flow Truss Dome, the buckling characteristics of space truss is main purpose of this paper, and unstable behavior is studied by proposed the numerical method. Also, by using MIDAS, this research work analyzes displacements and inner forces as the design load of model, and the ratio of buckling load of design load is investigated.

• 한국공간구조학회논문집
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• 제6권1호
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• pp.83-90
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• 2006

Gust Factor법은 구조물의 등가정적 풍하중을 평가하는 일반적인 방법으로 구조물의 최대 응답시의 풍하중의 분포가 평균풍하중의 분포와 동일한 형상을 가진다는 가정하에 적용한다. 그러나 대스팬 구조물의 경우 평균 풍하중의 형상과 변동 풍하중의 형상이 다를 수 있어 1차모드뿐 아니라 고차모드의 영향을 고려하여 구조물의 풍응답과 풍하중을 산정하여야 한다. 본 논문에서는 등가정적 풍하중을 산정하기 위하여 현재 사용되고 있는 Gust Factor 법 (GF법), Load-response-correlation법 (LRC법)에 대해 고찰하고, Advanced Conditional Sampling 법 (ACS법)을 제안하였다. ACS법은 최대하중효과를 나타내는 순간에 선택된 풍압분포와 구조물의 동적거동에 의해 발생한 관성력을 합성하여 등가정적풍하중을 산정하는 방법이다. 최대하중 효과는 풍동실험에서 얻어진 풍압데이터를 이용하여 시간이력해석으로 평가한다. 제안된 ACS법과 기존의 GF법 및 LRC법을 지붕 구조물에 적용하여 등가정적 풍하중을 산출하고 이를 상호 비교 분석함으로써 ACS법의 유효성을 검증하고자 한다.

• 한국공간구조학회논문집
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• 제4권2호
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• pp.63-71
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• 2004

트러스형 공간 구조물은 무주의 대공간을 덮을 수 있는 장점과 구조적 성질이 동일한 등가 연속체 쉘 로 치환하여도 비교적 정확한 해를 얻을 수 있다는 장점으로 인해 21세기 첨단 구조물의 한 장인 초대형 구조물 분야에 많이 활용되고 있으며, 효율적인 부재의 이용과 대량생산의 가능성으로 인해 많은 발전을 해 왔다. 그러나 이러한 쉘 형태의 공간 구조물은 구조 거동의 특성상 주로 구조안정문제가 구조설계에서 해결해야하는 핵심적인 기술력이 되며, 이를 어떻게 해결하여야 할 것인가의 문제는 아직도 많은 연구자들에게 난제로 남아 있다. 즉, 연속체 쉘 구조의 원리에서 긴 경간을 얇게 만들면, 뜀좌굴과 분기좌굴같은 불안정 거동이 나타나게 되며, 이러한 쉘형 구조 시스템에서 구조 불안정 문제의 특징은 초기 조건에 매우 민감하게 반응한다는 것이고, 이런 문제들은 수학적으로 비선형 문제에 귀착하게 된다. 따라서, 본 논문에서는 공간 프레임형 구조물의 불안정 현상을 살펴보기 위하여, 다양한 파라메타중 초기불완전량과 rise-span 비가 트러스 구조물의 불안정 현상에 미치는 영향을 알아보고자 하며, 이를 위해 1-자유절점 공간구조물, 2-자유절점 공간구조물, 다-자유절점 공간구조물을 예제로 채택하여 불안정 거동을 살펴보고자 한다.

• 한국공간구조학회논문집
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• 제8권5호
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• pp.83-93
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• 2008

국민소득수준의 향상에 따라 국내 건축물의 디자인 및 사용목적의 대한 다양성이 요구되고 있다. 대공간 구조물은 이러한 시대적 요구에 적합한 구조물로서 최근 대공간 구조물에 대한 설계 및 시공법에 관한 관심이 꾸준히 증가하고 있다. 트러스구조는 대공간 구조에 보편적으로 사용되는 구조시스템으로 트러스의 부재는 단면의 효율이 높은 강관을 사용하는 것이 일반적이다. 현재 국내에 유통되고 있는 강관은 생산처에 따라 다양한 제품이 생산되고 있으나 강관 소재의 출처 및 강관 자체의 실제 성능에 관한 연구는 미비한 실정이다. 이 연구는 국내에 유통되고 있는 일반구조용 각형강관, 원형강관 및 비계용 강관에 대하여 소재의 인장시험과 Stub-column 압축시험 및 기둥의 좌굴실험을 통해 강관의 소재성능 및 구조부재로서의 압축성능을 파악하는 것을 목적으로 한다. 소재시험결과, 구입처 구분 및 단면형상에 따른 강관 소재성능의 편차가 확인되었다. 기둥좌굴 실험결과, 각 실험체의 압축내력은 LSD 기준곡선에 만족하는 결과를 나타내었으며, SSRC 곡선1, ECCS-a곡선에 상회하는 결과를 나타내었다.

• 한국공간구조학회논문집
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• 제8권3호
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• pp.45-51
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• 2008

단층 래티스 돔은 경량이면서도 높은 강성을 가지므로 대공간 구조물로서 유리하며, 이 구조물은 기둥 없이 널은 공간을 확보해야하는 구조적 특성으로 인하여 시공시 불안정 현상이 발생할 수 있다. 현재 국내에서 대공간 지붕구조물의 설치 방법으로 가장 많이 도입되고 있는 Erection공법은 Block공법이며, 이 공법은 지상에서 조립한 대공간 지붕 골조를 크레인 등으로 소정의 위치까지 들어 올려 지붕구조를 완성해 가는 설치 공법이다. Block 공법에 있어서 인양할 포인트를 선정하는 작업은 대단히 중요하다. 즉, 인양 시 골조의 변형과 좌굴 등에 대해서 가장 안전하고 경제적인 절점을 인양 포인트로 선정할 필요가 있다. 따라서 본 연구에서는 가장 안전하고 경제적인 Erection을 위한 기초자료를 얻기 위하여 삼각형 네트워크를 갖는 단층 래티스 돔의 Erection 시 인양 포인트에 따른 구조물의 거동 및 좌굴 특성을 연구하는데 그 목적이 있다. 얻어진 결론은 1) 돔의 높이 H가 작을수록 인양위치에 따른 좌굴내력의 영향이 큰 것을 알 수 있었으며, 반대로 돔의 높이 H가 클수록 인양위치에 따른 좌굴내력의 영향은 미미한 것을 알 수 있었다. 2) 인양 위치에 관계없이 인양로프 길이에 따른 좌굴내력의 영향은 크지 않은 것을 알 수 있었다.