• 한국공간구조학회논문집
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• 제3권1호
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• pp.87-97
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• 2003

The structural system that discreterized from continuous shells is frequently used to make a large space structures. As well these structures show the unstable phenomena when a load level 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. In our real situation, most structures have semi-rigid joint that has middle characteristic between pin and rigid joint. So the knowledge of semi-rigid joint is very important problem of stable large space structure. And the instability phenemena of framed space structures show a strong non-linearity and very sensitive behavior according to the joint rigidity For this reason In this study, we are investigating to unstable problem of framed structure with semi-rigidity and to grasp the nonlinear instability behavior that make the fundamental collapse mechanism of the large space frame structures with semi-rigid joint, by proposed the numerical analysis method. Using the incremental stiffness matrix in chapter 2, we study instability of space structures.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제11권7호
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• pp.2341-2348
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• 2010

본 논문에서는 충돌하중 하에서 스페이스 프레임을 사용하는 경주용 차량의 프레임 변형 및 응력을 분석한다. 충돌 시 변형을 최소한으로 줄이고, 취약부분을 파악하여 운전자의 안전을 확보한다. 탄소강의 물성치를 바탕으로 트러스 구조로 설계된 차량 프레임의 유한요소모델을 만들고, ANSYS 프로그램을 이용하여 정면충돌 시 속도 변화에 따른 충격량 증가가 프레임에 미치는 영향을 분석한다. 또한 정면, 측면, 후면 방향에 충돌하중을 적용하여 프레임의\ 변형을 해석한다. 정면 및 후면충돌에서는 운전석에 가해지는 영향이 적지만, 측면충돌 시 충격에 의한 변형이 운전석까지 진행된다. 이러한 변형에 대한 취약부분의 보강을 통하여 프레임의 안전성 설계를 증진시키고 시뮬레이션 해석의 결과를 실제 프레임 제작에 활용한다.

• 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.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2001년도 춘계학술대회논문집C
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• pp.408-413
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• 2001

The structural optimization is carried out in the continuous design space or discrete design space. Methods for discrete variables such as genetic algorithms are extremely expensive in computational cost. In this research, an iterative optimization algorithm using orthogonal arrays is developed for design in discrete space. An orthogonal array is selected on a discrete design space and levels are selected from candidate values. Matrix experiments with the orthogonal array are conducted. New results of matrix experiments are obtained with penalty functions for constraints. A new design is determined from analysis of means(ANOM). An orthogonal array is defined around the new values and matrix experiments are conducted. The final optimum design is found from iterative process. The suggested algorithm has been applied to various problems such as truss and frame type structures. The results are compared with those from a genetic algorithm and discussed.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제62권3호
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• pp.259-272
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• 2017

In this study, recently developed swarm intelligence algorithm called Social Spider Optimization (SSO) approach and its enhanced version of SSO algorithm with spider jump techniques is used to develop a structural optimization technique for steel space structures. The improved version of SSO uses adaptive randomness probability in generating new solutions. The objective function of the design optimization problem is taken as the weight of a steel space structure. Constraints' functions are implemented from American Institute of Steel Construction-Load Resistance factor design (AISC-LRFD) and Ad Hoc Committee report and practice which cover strength, serviceability and geometric requirements. Three steel space structures are optimized using both standard SSO and SSO with spider jump (SSO_SJ) algorithms and the results are compared with those available in the literature in order to investigate the performance of the proposed algorithms.

• 한국해양공학회지
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• 제18권6호
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• pp.51-57
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• 2004

In this study, the improved three-dimensional analysis model designed for a more accurate analysis of marine cable-supported structures, is presented. In this improved analysis model, the beam elements, of which the stability function is derived using Taylor's series expansions, are used to model space frame structures, and the truss elements. The equivalent elastic modulus of the truss elements is evaluated on the assumption that the deflection curve of a cable has a catenary function. By using the proposed three-dimensional analysis model, nonlinear static analysis is carried out for some cable-supported structures. The results are compared with previous studies and show good agreement with their findings.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제25권4호
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• pp.321-333
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• 2013

본 연구는 연구프로젝트의 기술과 기술의 기능의 체계적 관점에서 기술트리라는 과학적인 방법론의 사례를 제공한다. 기술트리 프로세스를 활용하여, 강구조물 중에 가장 범용적으로 사용되고 있는 입체 트러스 구조물을 대상으로, 차량을 차단하지 않는 터널 가설공사에 적합한 스마트한 입체 트러스 구조물이 되기 위한 세부 기능과 요소기술을 도출하는 기술전개 방법론을 제안한다. 본 연구에서는 이러한 기능분석 방법론은 문헌, 해석연구를 통한 검증프로세스를 통해 피드백이 가능함을 증명하였고, 향후 타 분야 기술의 효과적인 세부기능 전개 및 요구기술 도출에 활용이 가능할 것으로 사료된다.

• Smart Structures and Systems
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• 제21권6호
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• pp.715-725
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• 2018

Truss-Z (TZ) is an Extremely Modular System (EMS). Such systems allow for creation of structurally sound free-form structures, are comprised of as few types of modules as possible, and are not constrained by a regular tessellation of space. Their objective is to create spatial structures in given environments connecting given terminals without self-intersections and obstacle-intersections. TZ is a skeletal modular system for creating free-form pedestrian ramps and ramp networks. The previous research on TZ focused on global discrete geometric optimization of the spatial configuration of modules. This paper reports on the first attempts at structural optimization of the module for a single-branch TZ. The internal topology and the sizing of module beams are subject to optimization. An important challenge is that the module is to be universal: it must be designed for the worst case scenario, as defined by the module position within a TZ branch and the geometric configuration of the branch itself. There are four variations of each module, and the number of unique TZ configurations grows exponentially with the branch length. The aim is to obtain minimum-mass modules with the von Mises equivalent stress constrained under certain design load. The resulting modules are further evaluated also in terms of the typical structural criterion of compliance.

• 한국공간구조학회논문집
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• 제12권2호
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• pp.109-118
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• 2012

주기성을 가진 하중하에서의 거동은 스텝하중하에서의 거동과는 다른 거동을 보일 것이라 예상된다. 본 연구에서는 기하학적 형태에 따른 래티스 돔 구조물을 정현파 하중에서의 동적구조불안정 특성을 알아본다. 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 구조안정문제는 구조물의 여러 가지 조건에 따라 결정되고 매우 중요한 사항이다. 따라서 기하학적 형태에 따라 Star Dome, Parallel Lamella Dome, 3-Way Grid Dome을 모델로 선택하여 라이즈-스팬(${\mu}$)비 및 형상불완전에 따른 불안정 거동 특성을 알아본다. 전체적으로 래티스 돔 구조물은 비감쇠 보다 감쇠를 도입한 경우 동적 좌굴하중에 대한 효율이 높아짐을 알 수 있다.

• 한국공간구조학회논문집
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• 제8권5호
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• pp.47-58
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• 2008

대공간 구조는 형태저항구조로서, 기둥-보로 구성되는 일반적인 건축골조구조가 설계외력에 대해 휨 및 전단으로 저항되는 것에 반해, 구조물의 내부에 기둥이 없는 공간을 내포하는 대공간 구조는 축력 및 면내 단면력에 의해 저항되는 경우가 대부분이다. 이러한 특성상 공간구조에는 일반적으로 장스팬이 사용되는 경우가 많으며, 그 결과 일반적인 골조와는 달리, 부재에 발생하는 변형도가 작은 경우에도 큰 변형이 발생하는, 즉 대변형 혹은 유한변형을 동반하게 된다. 일반적으로 수치해석에 있어 비선형 해석이란 기하학적 비선형 및 재료적 비선형, 또는 이 두 가지를 동시에 고려한 복합 비선형 해석을 들 수가 있다. 본 논문에서는 유한요소법으로 기하학적 비선형을 고려한 비선형 평형방정식을 적용하고, 부재의 응력-변형률 관계를 이용하여 재료적 비선형성도 함께 고려하였다. 사용된 수치해석 기법은 불안정 경로의 해를 찾아갈 수 있는 호장법을 적용하여 하중-변위 곡선을 추적하였다. 또한, 해석 결과는 범용 유한요소 프로그램인 ABAQUS를 이용하여 비교 검토하였다. 본 연구의 수치 해석결과 제시한 평면 및 공간 트러스의 비탄성 비선형 거동을 정확하고 효율적으로 예측 가능한 것으로 나타났다.