A tensegrity module structure is suitable type for spatial structures. Because the tensegrity is composed of set of discontinuous compressive elements (struts) floating within a net of continuous tensile elements (cables), the system can provide the basis for lightweight and strong. However, despite the advantages of tensegrities, design and fabrication of the systems have difficulty because of form-finding methods, pin-connection and the control of prestress. In this paper, the new pin-connection method was invented to make the tensegrity module. The production process and practical implementation of uniformly compressed the tensegrity structures by using a UTM are described. Experiments showed the mechanical response and failure aspects of the tensegrity system.

텐세그리티 구조물은 인장력을 받는 연속된 케이블 안에 압축력을 받는 스트럿이 결합된 형태로 구성된다. 텐세그리티 구조물은 자기 응력 상태를 갖는 프리스트레스 핀 접합 구조물에 속한다. 텐세그리티 구조물 설계의 핵심은 평형 배열상태를 구하는 일명 형상탐색 과정이다. 본 논문에서는 세 가지의 효과적인 텐세그리티 구조물의 형상탐색 기법을 제안하였다. 형상탐색과정을 수행하면 평형상태의 내력 밀도와 그에 대응하는 위상을 얻을 수 있다. 이 때 평형상태를 형성하는 적절한 내력밀도 값을 얻기 위해 유전자 알고리즘을 결합한 내력밀도법이 사용되었다. 수치해석 예제를 통해 제안 알고리즘의 효율성을 입증하였다.

This paper presents a new numerical method to analyse tensegrity structures by using singular value decomposition and force method. The tensegrity system consisting of compressive and tensle elements are pin-jointed system. Tensegrity structures, unlike the general structure should be preceded by form-finding. Tensegrity structures form-finding of the self-equilibrium stress stability, seeking to have the process. In this study, tensegrity structures when subjected to external loads, find the optimal pre-stress values was studied.

본 논문에서는 제약조건이 고려된 텐세그리티 구조물의 형상 탐색 방법에 있어서 기존의 하중법을 특이값 분해로 정식화 한 새로운 하중법을 제안하였다. 텐세그리티 구조물은 형태의 안정성 유지를 위해 프리스트레스가 도입 되어야하며 이를 위하여 형상 탐색이 수행되어 진다. 또한 실제 구조물로서 활용되기 위해서는 제약조건이 고려되어야한다. 기존의 하중법은 어려운 구조적 개념이 필요하지 않아 접근 방법이 쉽지만 많은 수식을 통해 형상 탐색을 수행하여야 하므로 이로인해 수지상의 오류가 발생할 수 있으며 내력 밀도법을 사용하여 형상 탐색을 수행 할 경우 제약조건에 맞는 가상의 부재(Dummy Element)를 찾는 것이 어렵다는 단점이 있다. 본 연구에서는 기존의 하중법에서 사용하던 수식을 특이값 분해로 정식화하여 수치적 오류를 줄일 수 있는 새로운 하중법을 제안하였다.

본 논문은 고유치문제로 정식화된 텐세그러티 구조물의 형상탐색에 대하여 제시하고자 한다. 텐세그러티 구조물의 안정을 위해서는 형상탐색을 수행하여야한다. 형상탐색을 위한 해석 방법은 내력밀도법과 일반역행렬을 이용한 방법, 이 두 가지가 널리 알려져 있다. 본 연구는 새롭게 형상을 탐색하는 방법을 제시하여 텐세그러티 구조물의 자기평형 응력을 얻었다. 제시한 방법은 기존의 방법을 기본으로 한 모든 절점의 평형 방정식을 고유치 문제로 정식화하였다. 이를 증명하기 위해 몇 가지 예제(텐세그러티 구조물)를 기존의 방법과 비교 하였다. 본 연구에서 제시된 방법은 기존의 방법과 같은 결과가 나왔으며, 나아가 해답을 얻는 과정이 훨씬 간단하였다.

텐세그리티 구조물의 설계를 위한 다목적 최적화 기법이 제시되었다. 구조물의 기하가 먼저 주어지며, 설계변수는 부재력이다. 목적함수는 최대 강성매트릭스에 대한 최저 고유치와 찾고자 하는 목표값으로부터 가장 근접하게 일치하는 부재력이다. 복수의 목적함수 문제가 구속조건을 도입하여 일련의 단일 목적함수 문제로 전환되었다. 본 논문의 타당성을 알아보기 위해 텐세그리티 그리드에 대한 최적해를 구해 보았다.

The basic systems of spatial structures such as shells, membranes, cable-nets and tensegrity structures have been developed to create the large spaces without column. But there are some difficulties concerning structural stability, surface formation and construction method. Tensegrity systems are flexible structures which are reticulated spatial structures composed of compressive members and cables. The rigidification of tensegrity systems is related to selfstress states which can be achieved only when geometrical and mechanical requirements are simultaneously satisfied. In this paper, the force density method allowing form-finding for tensegrity systems is presented. And various modules of unit-structures are investigated and discussed using the force density method. Also, a model of double-layered single curvature arch with quadruplex using supplementary cable is presented.