텐세그리티 구조시스템의 한 종류인 케이블 돔 시스템은 케이블과 마스트로 이루어져 있다. 이 케이블에 외부하중이 가해지지 않은 상태에서 안정된 구조물이 되기 위하여 일정의 프리텐션이 가해져야 하며 구조물은 가해진 프리텐션 하에서 자기평형응력상태에 있어야 한다. 본 연구에서는 부재의 내력 벡터의 합 원리를 기초하여 자기평형 응력모드를 구하는 새로운 방법을 제안하였으며, 자기평형응력을 유지하기 위해 필요한 응력모드를 시각화할 수 있다는 점이 기존의 논문과 비교하여 독특성을 갖는다. 본 연구에서 제안된 방법에서 사용된 기본 원리는 모든 절점에서 외부하중이 가해지지 않은 상태에서 내력벡터의 합은 0이 되어야 한다는 것이다. 제안된 방법은 CAD를 이용하여 간단히 자기 평형응력모드를 찾을 수 있으며, 예제 케이블 돔 구조물을 대상으로 각 절점에 연결된 부재들의 내력을 결정하였다. 결과 값은 역학적 계산 방법과 기존의 이론에 의해 검증하였으며 잘 일치하였다.

Cable dome structures are composed of cables-masts and the cables should be in pre-tension since a structure without pre-tension is not stable. Under the pretension, self equilibrium stress state is the main characteristic of a cable dome structure. In this paper, a new method based on the basic principle of closed force polygon for equilibrium system is proposed for the determination of self-equilibrium mode of cable dome structure. The proposed method which is called geometric method has the unique characteristic of visualization of the force mode needed for maintenance of self-equilibrium. The basic theory for a self equilibrium of structure is that the summation of forces at each joint without any external load should be zero. The simplicity of the method which involves only drawing close polygon with the aid of suitable CAD software has been illustrated by means of a example. The results compared with mechanical calculation and existed method and shows good agreement.

 요 약  Abstract  1 . 서 론  2. 부재내력과 절점벡터   2.1 벡터비율의 성질   2.2 프리스트레스   2.3 벡터 합의 기본 원칙  3. 구조물의 해석   3.1 해석 예  4. 결과비교  5. 결론  감사의 글  참고문헌

• 김재열(협성대학교 건축공학과 교수, 공학박사) | Kim, Jae-Yeol