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.

The objective of this study is to investigate the earthquake response for the design of 100m spanned single-layer lattice dome. The plastic hinge analysis and eigenvalue buckling analysis are performed to estimate the ultimate load of single-layered lattice domes under vertical loads. In order to ensure the stability of lattice domes, it is investigated for the plastic hinge progressive status by the pushover increment analysis considering the elasto-plastic connection. One of the most effective methods to reduce the earthquake response of large span domes is to install the LRB isolation system of a dome. The authors discuss the reducing effect for the earthquake dynamic response of 100m spanned single-layered lattice domes. The LRB seismic isolation system can greatly reduce the dynamic response of lattice domes for the horizontal and vertical earthquake ground motion.

The objective of this study is to investigate the response reducing effect of a seismic isolation system installed between 300m dome and supports under both horizontal and vertical seismic ground motion. The time history analysis is performed to investigate the dynamic behavior of single layer lattice domes with and without a lead rubber bearing seismic isolation system. In order to ensure the seismic performance of lattice domes against strong earthquakes, it is important to investigate the mechanical characteristics of dynamic response. Horizontal and vertical seismic ground motions cause a large asymmetric vertical response of large span domes. One of the most effective methods to reduce the dynamic response is to install a seismic isolation system for observing seismic ground motion at the base of the dome. This paper discusses the dynamic response characteristics of 300m single layer lattice domes supported on a lead rubber seismic isolation device under horizontal and vertical seismic ground motions.

The objective of this study is to estimate the mechanical characteristics and nonlinear behaviors on the geometric nonlinear analysis of curved cable-membrane roof systems for long span lightweight roof structures. The weight of a cable-membrane roof dramatically can reduce, but the single layer cable-membrane roof systems are too flexible and difficult to achieve the required structural stiffness. A curved cable roof system with reverse curvature works more effectively as a load bearing system, the pretension of cables can easily increase the structural stiffness. The curved cable roof system can transmit vertical loads in up and downward direction, and work effectively as a load bearing structure to resists self-weights, snow and wind loads. The nonlinear behavior and mechanical characteristics of a cable roof system has greatly an affect by the sag and pretension. This paper is carried out analyzing and comparing the tensile forces and deflection of curved roof systems by vertical loads. The elements for analysis uses a tension only cable element and a triangular membrane element with 3 degree of freedom in each node. The authors will show that the curved cable-membrane roof system with reverse curvature is a very lightweight and small deformation roof for external loads.

The objective of this study is to analysis the mechanical characteristics on the geometric nonlinear behavior of radial cable roof systems for long span retractable cable roof structures. The retractable roof is designed as a full control system to overcome extreme outdoor environments such as extreme hot or cold weather, strong wind or sunlight, and the cable roof greatly can reduce roof weight compared to other rigid structural system. A retractable cable roof system is a type of structures in which the part of entire roof can be opened and closed. The radial cable roof is an effective structural system for large span retractable roofs, the outer perimeter of the roof is a fixed membrane roof and the middle part is a roof that can be opened and closed. The double arrangement cables of a radial cable truss roof system with reverse curvature works more effectively as a load bearing cables, the cable system can carry vertical load in up and downward direction. In this paper, to analyze the mechanical characteristics of a radial cable roof system with central posts, the authors will investigate the tensile forces of bearing cables, stabilized cables, ring cables, and the deflection of roof according to the height of the post or hub that affects the sag ratio of cable truss. The tensile forces of the cables and the deflection of the roof are compared for the cases when the retractable roof is closed and opened.

The objective of this study is to analysis the mechanical characteristics and nonlinear behaviors on the geometric nonlinear behavior of a cable spoke wheel roof system for long span lightweight roof structures. The weight of a cable spoke wheel roof dramatically can reduce and the cable roof system can easily make the required rigidity and shape by the sag ratio and pretension forces. Determining the pretension and initial sag of cable roof system is essential in a design process and the shape of roof is changed by pretension. The nonlinear behavior of flexible cable system has greatly an affect on the sag and pretension. This paper will be carried out analyzing and comparing the tensile forces and deflection of a cable spoke wheel system for the large span retractable roof, and analyzed to deflections and tensile forces by the post height of center hub. The double arrangement of a spoke wheel system with reverse curvature works more effectively as a load bearing system, the pretension can easily increase the structural stiffness. The cable truss system can carry vertical load in up and downward direction, and act effectively as load bearing elements.

Cable network system is a flexible lightweight structure which curved cables can transmit only tensile forces. The weight of cable roof dramatically can reduce when the length becomes large. The cable network system is too flexible, most cable systems are stabilized by pretension forces. The tensile force of cable system is greatly influenced by the sag ratio and pretension forces. Determining initial sag ratio of cable roof system is essential in a design process of cable structures. Final sag ratio and pretension depends on initial installed sag and on proper handling during installation. The design shape of cable system has an affect on the sag and pretension, and must be determined using well-defined design philosophy. This paper is carried out the comparative data of the deflection and tensile forces on the geometric non-linear analysis of cable network systems according to sag ratio. The study of cable network system is provided to technical informations for the design of a large span cable roof, analytical results are compared with the results of other researchers. Structural nonlinear analysis of systems having cable elements is relatively complex than other rigid structural systems because displacements are large as a reason of flexibility, initial prestress is applied to cables in order to increase the rigidity, and then divergence of nonlinear analysis occurs rather frequently. Therefore, cable network systems do not exhibit a typical nonlinear behavior, iterative method that can handle geometric nonlinearities are necessary.

Cable structures are lightweight structures of flexible type, cable members have only axial stiffness related to tension, they can carry neither bending nor compression. This study is the analysis of cable truss systems are composed of upper and low cables by connecting bracing cables, the structural principle is based on a tensegrity system by using bracing tension members, discontinuous compression members and continuous tension members. A hanging roof of cable truss system is too flexible against vertical loads, most cable members are stabilized by connecting the prestressed upper and lower cable by bracing cables. A cable truss roof system is formed by adding a set of cables with reverse curvature to the suspension cables. With the sets of cables having opposite curvature to each other, cable truss is able to carry vertical load in both upward and downward direction with equal effectiveness, and then a cable truss acts as load bearing elements by the assemble of ridge cables, valley cables and bracing cables. This paper will be shown the geometric non-linear analysis result of cable truss systems with various sag ratio for deflections and tensile forces, the analytical results are compared with the results of other researchers.

콘크리트의 사용은 건축 및 토목분야에서 널리 사용되어 왔으며, 센서는 콘크리트에 기능적 특성을 위해 사용되어 왔다. 손상을 스스로 나타내는 콘크리트는 이미 개발되고 있는 중에 있다. 본 연구에서 온도보상센서는 금속의 선형팽창과 체적변형을 이용한 센서이다. LED는 광센서로 고휘도이며, 이들 센서의 가격은 저가격이다. 화재하중으로 인하여 콘크리트 보의 온도보상센서가 동작하는 동안 지상 보의 LED동작으로 콘크리트 부재의 온도상승을 예측한다. 본 연구에서는 부재의 손상감지를 위해 간단한 계측방법을 이용하여 화재자현을 스스로 나타내는 콘크리트 보를 개발하기 위한 기초적 연구이다.

건축용 막재는 일반적으로 직포와 코팅으로 구성되며, PTFE 계열 막재는 유리섬유로 만들어진 직포에 테프론 코팅으로 구성된다. 일반적으로 PTFE 막재에 사용되는 직포에는 β-yarn이 주로 사용되며, β-yarn이 아닌 α-yarn이 사용된 막재도 점차적으로 사용되는 시점이다. 그러나 α-yarn으로 직조된 직포로 만들어진 건축용 막재의 특성에 관한 정보는 일반 막재에 비해 많이 부족한 편이다. 따라서 건축용 막재를 구성하는 직포를 만드는 원사의 굵기에 따른 막재의 역학적 특성에 대한 연구가 필요하다. 본 연구에서는 실험을 통하여 원사가 서로 다른 막재의 인장 특성을 비교 분석하고자 한다.

막 구조는 자유로운 형태, 경량성, 내구성, 햇빛 투광성 및 균질성 때문에 전 세계적으로 현대 건축물에 다양하게 사용되어 왔다. 새로운 막 재료의 개발로 새로운 건축 구조설계에 대한 가능성을 열어가고 있다. 최근 주로 사용되는 막 구조의 지붕 재료에는 PVC, PVF, PVDF, PTFE 코팅 막재 및 ETFE 막재가 수로 사용되고 있다. 건축용 막은 내화성, 강도 부족, 인열강도, 내구성 및 탄성 등에 대한 몇가지 문제점들을 가지고 있다. 이러한 문제점들을 평가하기 위해서 본 연구에서는 PVDF 코팅 폴리에스터 막재에 대한 인장강도, 인열 강도 및 반복하중거동 시험을 실시하여 건축용 막재의 기초적인 역학적 특성을 분석하고자 한다. 막재의 탄성계수는 337.30~1257.63N/㎟, 신율은 17.90~26.91%로 주어졌다.

가진력의 영향을 평가하기 위해 이용되는 압전소자와 물체의 변형량을 분석하기 위해 사용되는 광섬유 센서와 변형 게이지는 각종 시험과 실험에 널리 사용되고 있다. 본 연구에서는 케이블 시스템에서 발생한 손상을 검토하기 위해 압전소자와 광섬유센서를 이용하였다. 케이블 시스템은 압축이나 휨이 발생하지 않고 막구조에서 단지 인장력을 분담한다. 그러나 기존의 안전진단법을 이용하여 케이블 시스템의 손상을 판단하는 것은 전체구조의 특이한 구조거동 등으로 검토하기 어렵다. 인장부재에서 케이블의 풀림과 할렬이 발생하면 진동을 유발하기 때문에 압전소자를 케이블의 손상을 검토하기 위해 이용하였으며, 이를 광섬유 센서를 이용한 실험의 결과와 비교하였다. 본 연구는 인장응력 하에 케이블 시스템의 손상을 검토하는 방법을 제안하기 위한 실험적 연구이다.

ETFE 막재는 Ethylene Tetra Fluoro Ethylene의 약자로 색깔이 없고, 투명한 필름 막이다. ETFE 필름의 장점은 내화학성이 있고, 잘 접히지 않으며, 매우 가볍운 재료라는 것이다. 필름의 두께는 50마이크로 미터에서 300 마이크로 미터 두께가 주로 사용되고, 직포가 없어며 햇빛 투과율이 우수하고 재료의 강도는 다른 막재에 비해서 낮다. ETFE 막재의 인장강도는 40MPa에서 60MPa 정도이고, 인장 변형도는 약 200%에서 400% 정도이다. 본 논문에서는 ETFE 필름 막재의 역학적특성 시험을 수행하였다. 인장 시험으로 부터 인장 변형도, 인장 강도, 응력 변형도 곡선을 구하였고, ETFE 막재의 항복 강도를 결정하여 탄성계수를 구하였다. 그리고 온도하중에 의한 응력-변형도 특성과 반복하중에 대한 필름의 역학적 특성을 분석하였다.

고립된 3차원 산악지형에서 지형적 영향에 의한 풍속 증가 현상이 전산유체역학 (CFD) 해석을 통하여 검토 된다. CFD 해석에서, 4개의 서로 다른 경사를 갖는 산악지형 모델이 고려되고, 3차원 산악지형에 대한 지형계수가 풍 방향과 풍직각 방향에 대하여 산정된다. 또한 풍속 증가에 대한 CFD 해석 결과는 경계층 풍동에서의 실험 결과와 국내외 주요 설계기준과 비교된다. CFD 해석 결과, 매우 큰 풍속 증가가 산 정상부에서 발생하였는데, 산 정상부에서 풍속은 48%에서 56% 정도 증가하였다. 풍방향으로 산허리 및 산기슭의 여러 지점에서 풍속이 약간 증가하거나 감소한 반면, 풍직각 방향의 동일한 높이에서는 풍속이 증가하였다. 풍직각방향의 경우, 산 높이의 1/2 지점에 있는 산허리에서의 풍속 증가는 31%에서 50% 정도였고, 산기슭에서의 풍속 증가는 19%에서 27% 정도였다. 본 연구 결과, CFD 해석에서 얻어진 지형계수와 풍동실험에서 얻어진 결과는 대략 3%에서 8% 범위에서 차이를 나타냈고, 풍직각 방향으로 산기슭 근처에서의 풍속 증가에 미치는 지형의 영향은 무시할만하지 않았다.

철근 콘크리트 구조물에서 발생하는 균열에 의한 손상은 과도한 하중이나 사용성에 의해 발생한다. 이러한 손상을 검사하는 방법으로 육안으로 확인하거나 비파괴 시험법을 주로 이용하고 있다. 후자의 경우, 콘크리트 내부 철근의 배근 방향성에 의해 균열에 의한 손상인지 판별하기 어려운 문제가 발생하게 되며, 비파괴시험(Non-destructive Test)에 사용되는 대부분의 센서(Sensor)는 1축 가속도 센서이기 때문에 중첩된 전달파를 분석하기에는 어렵다. 따라서, 이를 해결하기 위해 중공 유리관을 이용하였고 콘크리트 보 내부에 매입하여 철근이 매입되어 있는 경우에 대하여 3축 가속도계를 이용하여 탄성파로 가진 하였을 경우에 발생하는 파(Wave)를 비교 분석하였다.

막 구조는 형태의 다양성, 막의 가벼움과 내구성, 투광성 및 균질성 때문에 현대 건축물에 다용하게 사용되어 새로운 건축세계를 열어가고 있다. 본 논문은 대공간 건축 구조물에 주로 사용되는 유리섬유 막 재료의 역학적 특성에 대한 연구이다. 현재 주로 사용되는 건축용 막 재료의 종류에는 PVC, PVF, PVDF, PTFE, ETFE 막재들이 있다. 본 연구에서는 이러한 건축용 막재료에 대한 역학적 시험 방법을 정립하고, PTFE 코팅 유리섬유 막재에 대한 인장강도, 인열강도 및 반복하중 시험 등을 실시하여 건축용 막 재료의 역학적 특성을 분석하고자 한다.

철근 콘크리트 구조물에서 발생하는 진동 가진원과 영향에 대하여 많은 연구가 진행 중에 있다. 이러한 진동 가진원은 주로 거주자가 보행할 때 발생하는 하중이며, 발생한 가진원은 철근 콘크리트 판을 통하여 다른 거주자에게 전달된다. 이러한 전달원은 탄성파의 형태로 전달되는데 판의 표면으로 전달되는 표면파(Ram Wave)와 판의 내부로 전달되는 체적파(Prima Wave, Secondary Wave)의 형태로 전달된다 현재 이러한 파를 분석하는 연구는 압전소자(PZT)센서를 주로 사용하고 있으나, 콘크리트 부재에서 3축 형데로 전달되는 탄성파를 분석하기에는 여러 가지 어려운 부분이 많다. 따라서 이를 해결하기 위해 마이크로 가속도센서(Micro Accelerometer)를 이용하여 이동하중으로 발생하는 가진원에 대하여 평가하였다.