In this paper, uniaxial tensile tests of ETFE films with three kinds of thicknesses(100, 200, 250μm) and two kinds of directions(machine direction & transverse direction) are performed and the tensile strength, the tensile strain at break and the Young’s modulus of ETFE films are compared for two kinds of specimen types(2 & 5). It could be figured out that there are no significant difference between tensile strengths of two specimen types but the tensile strain at break and the Young’s modulus of ETFE films are affected by the specimen types. And it is concluded that the uniaxial tensile test of specimen type 2 are more reliable than that of specimen type 5.

Until recently, almost all ETFE film structures that have been erected is the cushion type because there are problems at lower allowable strength under elastic range and viscosity behaviour such as creep and relaxation of ETFE films under long-term stresses. But the number of tension type structures is currently increasing. This paper proposes the stretch fabrication of ETFE film to verify the applicability of ETFE films to tensile membrane structures. First of all, to investigate the possibility of application on tensile membrane structures, the stretch fabrication test is carried out, and it is verified that it is possible to increase the yield strength of the film membrane structures. After simulating the experiment also carries out an analytical investigation, and the effectiveness of the elasto-plastic analysis considering the viscous behavior of the film is investigated. Finally, post-aging tension measurement is conducted at the experimental facilities, and the viscosity behavior resulting from relaxation is investigated with respect to tensile membrane structures.

Most of the structural forms in which ETFE film is used are the cushion(pneumatic membrane structures) and tension type(tensile membrane structures), which have been generally accepted to be the most efficient forms. Tensile membrane structures are pulled outward from the exterior to introduce initial stress. And such structures offer the advantage of a natural shape formed by tensile stress and eliminate the need for blast air. Recently, the number of tension type structures is increasing. However, there are problems of creep and relaxation of ETFE films under long-term stresses. In this paper, the stretch fabrication method is proposed for stretching the film into the plastic region during initial tensioning as a way to increase its strength. And its effectiveness is confirmed by investigating experimental and analytical test using ETFE films.

본 연구에서는 선형이론을 바탕으로 한 이산계열 대공간구조물의 크기최적화에 따른 후좌굴 거동의 변화에 대하여 조사하고 그 결과를 기술하였다. 먼저 공간구조물의 최적의 부재크기 패턴을 조사하기 위하여 수학적 프로그래밍 기법을 도입하였다. 이때 최소화 해야하는 공간구조물의 전체 부재의 중량을 목적함수로 이용하고 절점에서 발생하는 변위 값과 각 부재에서 발생하는 응력 값을 허용치 이하로 제한하는 제약조건으로 사용하였다. 크기최적화를 통하여 도출된 최적 부재패턴을 가지는 공간구조물의 후좌굴 거동을 통합 비선형해석기법으로 해석하고 그 결과를 분석하였다. 수치해석을 통하여 크기최적화에 따른 공간구조물의 후좌굴 거동의 변화는 매우 큰 것으로 나타났으며 이러한 후좌굴 거동의 변화에 대한 예측과 분석결과가 공간 구조물의 설계에 고려되어야 할 것으로 판단된다. 또한 본 연구에서 제시한 수치해석 결과는 이산계열 대공간구조물의 설계에 기본 데이터로 제시하였다.

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.