대공간 단층래티스 돔의 골조프레임 재질로는 알루미늄, 목재, 그리고 강재 등이 사용된다. 소규모 돔에서는 알루미 늄, 목재 등이 사용되는 사례도 많이 있지만, 300m 이상의 대공간 돔에서는 강재를 주로 사용하며, 강재의 단면 형상은 강관 또는 H형강 등이 유리하다. H형강은 기성재가 시중에 판매되고 있어 다양한 종류를 선택할 수 있으며, 지붕 마감 공사 시 시공 성이 우수하다. 본 연구의 목적은 H형강 단면을 사용한 스팬 300m 단층래티스 돔의 좌굴특성을 연구하는 것이다.

The objective of this study is to analysis the seismic response of 200m spanned honeycomb lattice domes under horizontal and up-down ground motion of El Centro earthquake. For the analysis of seismic response of the honeycomb lattice domes by rise/span ratio, the time history analysis is used for the estimation of the dynamic response. The low rise lattice dome is less deformed and less stressed than the high rise lattice dome for the earthquake ground motion. The 3-dimensional earthquake response is not significantly different the dynamic response of one directional ground motion. The earthquake response of domes with LRB isolation system is significantly reduced for the asymmetric vertical deformation and the horizontal and vertical accelerations.

세계적으로 대공간 건축물의 수요가 점점 증가하고 있는 추세에 따라 단층 래티스 돔 구조 시스템은 단순한 외관과 간단한 그리드 패턴으로 인해 300m 공간 구조로 널리 채택 될 것입니다. 선행 연구에서 300m 길이의 단층 래티스 돔에 자중 및 적설 하중을 가했을 때 강재를 이용한 골조 시스템을 이용하여 단층 래티스 돔의 구조 안정성을 대략적으로 파악 하였다. 강성 연결로 되어있는 300m 단층 래티스 스팬의 스팬에 대한 안정성 연구는 이미 많이 수행되었지만 연결부의 강성에 따른 좌굴특성에 대한 연구는 많지 않습니다. 따라서 연구자들이 실제 설계에 적용 할 연구 데이터가 많지 않기 때문에이 구조의 다양한 연결 조건을 연구 할 필요가 있다. 본 연구의 목적은 연결 조건에 따라 300M 단층 래티스 스팬의 좌굴 특성을 분석하여 대공간 단층 래티스 돔의 설계자들에게 도움을 주고자 한다.

In order to reduce the seismic response of the spatial structure, a seismic isolation system with sufficient flexibility is used. The natural period of structure with seismic isolation system got be long to avoid prominent period. In this study, The seismic response of the truss-arch structure, which is modeled in three types according to the rise-span ratio is analyzed on El-centro, Northridge and Artificial Earthquake and compared with the seismic response of the truss-arch structure with lead rubber bearing(LRB). When seismic load is applied to the truss arch with isolation system, the horizontal acceleration response of the truss arch is reduced and vertical seismic response is also reduced. The application of the seismic isolation system is effective in controlling the seismic response.

As the national income grows, there is a growing demand for buildings that require long span structures such as exhibition facilities, sports facilities, special industrial facilities, and aerospace facilities. Single-layer latticed dome is one of representative llong span structures. But single layer latticed domes are apt to occur the unstable phenomena that are called “buckling” because of the lack of strength of members and instability of structures, etc. In the previous study, the structural stability of a single-layer lattice dome was roughly grasped by a frame structural system using a ready-made steel when a self-weight and a snow load were applied to a single-layer latticed dome having a span of 300 m and a height of 75 m. However, a systematic study of a 300m single layer lattice dome with various rise-span ratios was not performed. Therefore, it is necessary to study various conditions of this structure because the researchers do not have much research data to apply to actual design. Therefore, the purpose of this study is to verify the buckling characteristics of span 300M single-layer latticed dome with rise-span ratio

In recent years, single layer latticed domes have attracted many designers and researchers’s attention all over the world, because single layer latticed domes as space structure are of great advantage in not only mechanical rationality but also function, fabrication, construction and economic aspect. Yamada developed the shape factor S which represents the shape of spherical latticed dome from a structural perspective as well as a geometric perspective. According to a prior study, the structural behavior and the buckling characteristics of the latticed dome were mostly noticeable when the shape factor of latticed dome was in the range of 1.5 to 5. That is, S, in the range of 1.5 to 5, are able to estimate not only overall buckling, but also member buckling and nodal buckling. In this study, we developed shape models using various size of members with the fixed rise-span ratio. One particular characteristic of the latticed dome is that it is not only light in weight but also high in strength. But the aiming at the use of light-weight materials and at the minimized section of members may result in buckling to cause an unstable state of the overall structure when the external force reaches a limitation. Especially, the structural strength is disadvantageous to the snow loads than the earthquake loads because of light-weight, and is greatly affected by the conditions of loading. This paper is to develop the structural stability according to the shapes and load conditions for single-layer latticed spherical dome with 300m span.

In recent years, single layer latticed domes have attracted many designers and researchers's attention all over the world, because single layer latticed domes as space structure are of great advantage in not only mechanical rationality but also function, fabrication, construction and economic aspect. One of the most important factor, in building of single-layer single-layer lattice spherical dome with 300m span, is to ensure the structural safety. Network pattern of single layer latticed domes can be infinitely taken into account. The typical network patterns are triangle, square, hexagon etc. Especially triangular network pattern has mechanically more advantage than the other network patterns because of having not only a large equivalent shearing rigidity but also a large equivalent bending rigidity and axial rigidity. Among the triangular network pattern, that is, 3 way grid pattern, there are many mechanical differences according to the arranging methods of members. In order to ensure the structural stability of single-layer latticed dome with 3 way grid, designers are required to maintain a constant member length and the member angle. In order to achieve this, it is important to search the member array that the standard deviation of the member lengths and angles is the smallest. This paper is to develop the arrangement of member and to verify its validity for single-layer latticed spherical dome with 300m span.

Cap decks used in slim floor system for reducing floor height act as molds for forming floor slabs in structures with a span of up to 6m without temporary supports. When deep decks are employed in a structure with a span of more than 6m, the problem of defection occurs. This study suggests placing tendons at the ends of cap decks in order to create cambers and control defection when preload is applied. Uniformly distributed load was applied by an UTM to the two L/4 points of specimens to observe the deflection of preloaded cap decks. For the test, three 7.5m specimens were fabricated. One of them was a plain cap deck specimen and the others were those with tendons (PC strands or steel bars.

본 연구는 주간 동안 온실 내에 발생하는 잉여 태양에너지 축열 시스템 설계에 필요한 기초 자료를 제공할 목적으로 진주 지역에 설치된 와이드 스팬형 온실을 대상으로 락베드 유ㆍ무에 따른 열수지 분석하였다. 파프리카를 재배한 온실의 경우, 락베드를 설치한 온실이 난방에너지를 17.9%정도 절약할 수있을 것으로 나타났으며, 잉여 태양에너지는 90.6%정도 감소하는 것으로 나타났다. 그리고 국화를 재배한 온실의 경우, 락베드를 설치한 온실이 난방에너지를 약 16.0%정도 절약할 수 있을 것으로 나타났으며, 잉여태양에너지는 104.5%정도 감소하는 것으로 나타났다. 또한 난방에너지나 잉여 태양에너지 이외에도 온실에서 작물의 광합성에 이용된 에너지, 복사나 피복면의 대류 등으로 손실되는 열량도 락베드의 유․무에 따라 차이가 있음을 알 수 있다. 온실형태 및 재배작물의 종류가 단위피복 면적당 난방에너지에 미치는 영향은 미미하지만, 베로형 온실이 와이드 스팬형 온실에 비해 3.9～12.0%정도 적게 나타났다. 그러나 잉여 태양에너지의 경우, 벤로 온실이 와이드 스팬형 온실에 비해 12.0～64.1%정도 많게 나타났다.

본 연구는 한국형 온실 표준설계도 및 Greenhouse Structure Design Manual(1999)에 의거하여 최대설계 하중을 받는 와이드스팬형파 2-bay벤로형 온실시스템에 대하여 해석적 연구를 진행하였다. 상부구조물을 라멘형식으로 단순화한 구조형식에 BOX형 및 I형 단면을 적용하여 다음과 같은 결과를 얻을 수 있었다. 한국형 유리용실 표준도를 활용하여 라멘형식의 단순화된 와이드스팬형 및 2-bay 온실구조시스템의 안전성 평가결과 기존의 트러스 등의 보강재가 적용되지 않을 경우 안전성확보에 문제가 발생할 수 있음을 확인할 수 있었다. 또한 유리온실 표준도를 라멘형식으로 단순화하고 Greenhouse Structure Design Manual (1999)이 제안하고 있는 최대하중에 대해 경량I형 단면 부재를 적용할 경우 안전성을 확보할 수 있다. 본 연구에서는 경제적인 경량 I형 단면 3가지의 적용성을 평가하였으며, 검토조건에 부합하는 최소 기둥단면(H200×175×3.2×6)을 제시하고 있다. 와이드스팬형 및 벤로형 온실형식의 안전성평가에서 발생되는 처짐은 매우 작은 값을 나타내고 있으며, 발생되는 응력이 보다 민감하게 발생하는 것을 알 수 있다. 따라서 검토된 온실표준단변형식이 전체적인 구조변형에는 안전하나 응력발생이 일부부재에서 취약함으로 변단면 등을 활용하여 경제성을 확보할 수 있다. 온실의 채광량, 시공성 및 안전성을 고려하여 벤로형 구조시스템이 널리 사용되고 있으며, 지붕높이의 변화를 통하여 보다 경제적인 형식이 개발가능하며, 3-bay 벤로형의 추가적인 연구가 필요하다.

본 연구는 장스팬 콘크리트 포장 슬래브가 환경하중을 받아 컬링 거동을 할 때의 특성을 분석하기 위하여 수행되었다. 먼저 장스팬 포장 슬래브의 유한요소해석 모델을 구성하여 컬링 시 응력분포 특성 및 슬래브 길이, 두께, 하부지지층 강성, 슬래브 단부 구속 등이 컬링 거동에 미치는 영향을 분석하였다. 또한 실제 시공된 장스팬 포장 슬래브를 이용하여 현장에서 환경하중에 의한 거동을 측정함으로써 컬링 거동 특성을 실험적으로도 분석하였다. 연구 결과, 장스팬 포장 슬래브는 단부에서 부터 슬래브 중앙을 따라 어느 정도 안쪽으로 들어오면 컬링에 의한 수직변위가 발생하지 않으며 응력은 이곳에서부터 일정하게 최대치를 보이게 된다. 장스팬 포장 슬래브의 길이 및 하부지지층의 강성은 최대 컬링 응력에 영향을 미치지 않았으며, 슬래브 단부의 구속은 컬링 응력이 단부까지 발생하게 하지만 최대 컬링 응력의 크기에는 거의 영향을 미치지 않았다.

최근의 대공간구조물은 장스팬화 됨은 물론이고 경량화되면서 면외 방향의 강성이 매우 작아지고 있다. 이로 인하여 공력불안정 진동의 발생 여부는 물론이고 연성구조물의 판단시에도 고유진동수의 정확한 산정이 필요하다. 그러나 국내외 대공간구조물의 고유진동수 제안식에 대한 연구는 매우 미흡한 실정이다. 따라서 국내 7개 공간구조물의 고유치해석에서 얻은 근사식을 일본건축학회 고유치해석에 근거한 2가지 제안식과 일본의 28개 공간구조물의 계측치에서 얻은 고유진동수 근사식을 비교하였다. 지붕의 고유진동수는 스팬이 증가함에 따라서 작아지는 경향을 확인하였다. 국내의 고유진동수 값은 전반적으로 일본의 공간구조물의 해석과 계측에 근거한 고유진동수보다 동일한 스팬에서 작은 경향을 보임을 알 수 있었다. 따라서 국내 공간구조물의 지붕은 일본의 경우보다 비교적 연성구조물인 것을 확인할 수 있다.

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.

Recently, the parking in downtown area has caused severe problem due to the dramatic increase of possessing automobile in the country. A parking structure has been on the spotlight to solve the parking problem in downtown area. However, the overall height of parking structure is stipulated less than 8 m. Therefore, in this research, ‘wide composite beam’, which is possible for reducing story height and having long span, is developed and the flexural capacity of the wide composite beam is evaluated. Based on the result of the flexural test, the flexural strength of wide composite beam increased by 20% as the thickness of steel beam increased by 3 mm (6 mm → 9 mm) The shapes of rebar (whether it is triangle or rectangular shape) in the wide composite beam did not affect its flexural strength. The flexural strength of wide composite beam without rebar decreased by 10% compared to that of wide composite beam with rebar. In addition, the neutral axis moved upward as a load increased, but the neutral axis moved downward, when the load exceeded a certain level of load.