최근 건축 경향에 따라 단층 프리폼 구조에 대한 관심이 증대되고 있다. 축력과 모멘트를 동시에 받는 구조적인 특성으로 인해 프리폼 구조에서 노드는 응력이 집중되는 부분으로 상세 개발이 이루어져야 한다. 본 논문은 단층 프리폼 구조의 모멘트형 노드를 제안하고 축력과 모멘트에 대한 유한요소해석을 수행하였다. 유한요소해석을 통해 내력이 검증된 모델에 구멍 크기 및 위치에 따른 변수를 적용하여 변수해석을 진행하였고 결과를 비교분석하여, 구조적인 성능을 만족하여 안전성을 가지고 동시에 물량도 가장 절약할 수 있는 노드 Prototype을 결정하였다.

본 연구에서는 프리폼(free form)을 가지는 공간구조물의 유한요소망을 자동으로 생성하는 기법을 개발하고 그 배경이론과 수치실험 결과 그리고 이용방안에 대하여 기술하였다. 본 연구를 통하여 제시한 유한요소망 생성기법은 공간구조물의 해석을 위해 전통적으로 이용하던 형태별 자동생성기법의 한계를 극복하기 위하여 개발 되었다. 개발된 자동 생성기법은 최근 연속체 쉘 구조물의 형태를 정확히 구현하기 위해 활발히 이용되고 있는 CAGD기법을 도입하였다. 본 연구에서 제시된 자동생성기법은 두 단계의 생성과정을 거치는데 첫 번째가 구조물의 형태를 기하학적인 모델로 표현하는 단계이며 두 번째가 표현된 기하학적인 모델에 이산화된 공간구조물을 생성하는 단계이다. 수치실험을 통하여 본 연구에서 개발된 자동생성기법이 임의의 형상을 가지는 이산화된 공간구조물을 표현하기 용이할 뿐만이 아니라 기존의 자동생성기법을 수정 이용할 수 있는 장점이 있으며 특히 이산화된 공간구조물의 형상최적화에도 효과적으로 이용될 수 있을 것으로 나타났다.