공간 트러스에 대한 효율적인 비선형 해석 기법 제안

석창목,권영환 한국전산구조공학회 2002 한국전산구조공학회논문집 Vol.15 No.3

The purpose of this paper is to evaluate the efficiency of various solution techniques and propose new efficient solution techniques for space trusses. Solution techniques used in this study are three load control methods (Newton-Raphson Method, modified Newton-Raphson Method, Secant-Newton Method), two load-displacement control methods(Arc-length Method, Work Increment Control Method) and three combined load-displacement control methods(Combined Arc-length Method I , Combined Arc-length MethodⅡ, Combined Work Increment Control Method). To evaluate the efficiency of these solution techniques, we must examine accuracy of their solutions, convergences and computing times of numerical examples. The combined load-displacement control methods are the most efficient in the geometric nonlinear solution techniques and in tracing post-buckling behavior of space truss. The combined work increment control method is the most efficient in tracing the buckling load of spate trusses with high degrees of freedom. 본 논문의 목적은 공간 트러스 비선형 해석기법에 대한 수치해석적 장단점을 비교하고, 효율적인 해석기법을 제안하는 것이다. 사용된 해석기법은 하중 제어법으로 뉴턴-랩슨법, 수정 뉴턴-랩슨법, 할선-뉴턴법, 하중-변위 제어법으로 호장법, 증분일 제어법, 그리고 본 논문에서 제안한 하중-변위의 복합적 제어법으로 복합 호장법 Ⅰ, 복합 호장법Ⅱ, 복합 증분일 제어법이 있다. 공간 트러스에 대한 해석기법의 효율성 평가를 위하여 해의 정확성, 수렴성, 계산시간 등을 제시된 예에 비교한 결과 본 논문에서 제안한 하중-변위의 복합적 제어법의 신뢰성을 입증하였으며, 기하학적 비선형 해석 및 좌굴후 거동의 추적에 있어서 효율적이었다. 특히, 자유도수가 많은 공간 트러스의 좌굴하중 추척에 있어서는 복합 증분일 제어법이 효율적이었다.

단층라멜라 돔의 시공 중 접합부 강성에 따른 좌굴특성

석창목,김철환,정환목,Suk, Chang-Mok,Kim, Cheol-Hwan,Jung, Hwan-Mok 한국공간구조학회 2011 한국공간구조학회지 Vol.11 No.2

단층 래티스 돔과 같은 스페이스 프레임 구조물은 대공간을 확보하기 위하여 강접합으로 설계함으로써 경제성과 심미성 등의 장점을 확보할 수 있다. 그러나 실제 구조물의 접합상태는 완전한 강접합도, 완전한 핀접합도 아닌 접합부 상세에 따라 중간적인 특성을 나타내는 반강접합이 일반적이다. 본 연구에서는 저자 등에 의해 제안된 Step-Up Erection 공법을 적용하여 단층 라멜라 돔의 접합부 강성에 따른 시공 중의 좌굴 특성을 해석적으로 규명하였다. 얻어진 결과는 시공 Step이 증가할수록 그리고 접합부 휨강성이 핀접합에 가까울수록 좌굴내력은 감소하였으며, 좌굴모드는 시공 Step이 증가할수록, 접합부 휨강성이 강접합에 가까울수록 돔의 정점 부근에서 뜀좌굴 현상에 의한 절점좌굴이 발생하였다. 또한, 시공 Step이 낮을 경우 저면 경계부의 원주방향 부재에서 큰 인장응력 분포를 나타내었으며, 시공 Step이 증가할수록 정점 중앙부에서 큰 압축응력 분포를 보였다. 완성돔을 제외한 시공 중 Step에서는 Step이 증가할수록, 접합부 휨강성이 핀접합에 가까울수록 저면부 경선방향 부재에서 큰 인장응력 분포를 나타내었다. Single-layer latticed domes with rigid-joint have an advantage in the construction cost and the aesthetic. But, in single-layer latticed domes, the joints are hard to discriminate between pin-joint and rigid-joint, and consisted of semi-rigid joint in practical. And the erection of large roof structures requires special techniques. As one of these special techniques is the Step-Up erection method. This paper verified buckling characteristics of single-Layer lamella domes according to the Joint flexibility under construction by Step-up method. The results are follows: As erection steps increase, the buckling strength decreases. It is occurred the joint buckling by snap through on the top of dome when the joint flexibility close the rigid. And large tensile stress distribution appeared in circumferential member of bottom boundary when the step of construction is low. As the step of construction increase, large compressive stress distribution showed in the top of dome.

인터넷을 통한 스페이스 프레임 구조 해석에 관한 연구

석창목,남상관,박상훈,정환목,권영환 한국공간구조학회 2001 한국공간구조학회지 Vol.1 No.1

This paper proposes structural analysis on the World Wide Web to form a part of the architectural design project. It purposes modeling space frames and a structural analysis program on the internet only by inputting basic data for forming a shape in the whole phase of space frame analysis. The analysis data is conducted by Oracle DBMS(DataBase Management System), GUI(Graphic User Internet) by Java Applet and connection with server and database by Java Servlet respectively. The result from modeling and analysis is provided as graphic and text file forms by web browsers. Programs can be executed irrespective of user's OS by using internet and highly-secured system is constructed taking advantage of Java. Of great efficiency is maintaining and recycling data as the whole is dealt by database from the beginning to the end of program.

단층 래티스 돔의 좌굴특성을 고려한 부재배치에 관한 연구

석창목,정환목,권영환 대한건축학회 1998 대한건축학회 학술발표대회 논문집 - 계획계/구조계 Vol.18 No.2

복합 호장법을 이용한 공간 트러스의 비선형 해석

석창목,권영환 한국전산구조공학회 2001 한국전산구조공학회논문집 Vol.14 No.3

이 연구는 공간 트러스의 비선형 해석을 위한 해석기법의 수치해석적 효율성에 관한 것으로써, 좌굴 이후의 거동 파악이 가능한 복합 호장법을 제안하였다. 복합 호장범은 현 강성변수를 제어변수로 사용하여, 안정구간에서는 선취법이 첨가된 Secant-Newton법을 사용하여, 불안정구간에서는 가속법이 첨가된 호장법을 사용하는 방법이다. 해석기법의 효율성을 비교하기 위하여 제시된 수지예제에 대한 해의 정확성, 수렴성, 계산시간을 기존의 호장법과 비교하였다. 공간 트러스의 기하학적 비선형 해석에 있어서는 이 연구에서 제안된 복합 호장법이 기존의 호장법보다 수치 해석적 효율성이 뛰어난 것을 알 수 있었다. This paper deals with numerical efficiency of nonlinear solution technique for space trusses. It will propose the combined Arc-length method to trace structural behavior after reaching buckling load as opposed to the current Arch-length method. The combined Arc-length method uses the current stiffness parameter as a control variable. It uses Secant-Newton method in stable path and applies Arc-length method in unstable path. To evaluate efficiency of solution technique, the accuracy of solution, convergence, and computing time concerning illustrative numerical examples are compared with the current Arc-length method. It show that the combined Arc-length method, as proposed in this paper, is superior to the current Arc-length method in numerical nonlinear analysis.

복층 평판형 공간 트러스의 그리드 형태 및 지지상태에 따른 좌굴특성

석창목(Suk Chang-Mok) 대한건축학회 2004 大韓建築學會論文集 : 構造系 Vol.20 No.9

The six preferred double-layer flat grid systems are used in this research, and each model is categorized by the support conditions ①Corner support ② Mid-side support ③ Corner and intermediate edge node support ④ Full edge node support The chosen models are space truss and space frame for analysis To evaluate the efficiency of these models, we must compare for buckling load, buckling mode, displacement and axial force distribution As a result from the analysis looking for the most efficient model, this study suggest DOS(diagonal on square) model by space frame analysis, and SOS(square on square, offset) model and DOD(square on square, set diagonally) model with mid-side support only by space truss analysis.<br/>

지식정보사회(知識情報社會)와 특허법(特許法)의 제문제(諸問題) ; 특허침해(特許侵害)와 균등론(均等論)

석창목 ( Chang Mok Suk ) 법조협회 2000 法曹 Vol.49 No.5

스페이스 프레임 구조해석을 위한 웹기반 데이터베이스 모델링

석창목(Suk Chang-Mok) 대한건축학회 2005 大韓建築學會論文集 : 構造系 Vol.21 No.8

지하생활공간 화재시 풍속에 따른 열유동 특성 연구

김영노,석창목,김화중 한국화재소방학회 2007 한국화재소방학회논문지 Vol.21 No.3

The purpose of this study analyzes heat flows and fire behavior through a reduced-scale model experiments about change of wind velocity in underground life space. When the wind velocity is increased the temperature rise time of the fire room was risen fast. And temperature of fire room was increased. And increase of wind velocity displayed maximum temperature at an opening of the fire room. Heat flows by fire spread increase size of smoke occurrence and flame, and displayed high temperature distribution in passageway than inside of neighborhood department promoting eddy flow spread as wind velocity increases. Finally, heat flows are decided by wind and wind velocity at fire of underground life space,and Wind velocity increases, temperature increase and decrease could confirm that is gone fast. 본 연구에서는 지하생활공간을 대상으로 풍속의 변화에 대한 축소모델 실험을 통하여 열유동 및 화재성 상을 분석하였다. 풍속이 증가할수록 화재실의 온도상승 시간은 빨라지고, 실의 온도도 증가하였다. 그리 고 풍속이 증가할수록 화재실의 개구부에서 최고온도를 나타내었다. 화재확산에 따른 열유동은 풍속이 증 가할수록 와류확산을 촉진시켜 연기발생과 화염의 크기를 증가시키고, 인근실의 내부보다 통로에서 높은 온도분포를 나타내었다. 끝으로 지하생활공간의 화재시 열유동은 풍향과 풍속에 의해 화재확산이 결정되 어지고 풍속이 증가할수록 온도증가와 감소는 빠르게 진행됨을 확인할 수 있었다.

단층라멜라 돔의 시공 중 서포트 위치에 따른 좌굴특성

김철환,석창목,정환목,Kim, Cheol-Hwan,Suk, Chang-Mok,Jung, Hwan-Mok 한국공간구조학회 2010 한국공간구조학회지 Vol.10 No.4

대공간 구조형식을 갖는 단층 래티스 돔은 역학성, 가능성, 심미성 등을 갖는 구조물로서 그 용도가 점점 확대되고 있다. 단층 래티스 돔의 골조 격자 패턴은 무수히 존재하며, 그 대표적인 패턴에는 삼각형, 사각형, 육각형, 라멜라형, 리브형 등이 있다. 대공간 구조물의 경우, 일반구조물과 달리 재래적인 공법으로 지붕 골조를 시공할 경우 많은 가설재가 소요됨으로 시공비 증가가 예상된다. 따라서 대공간 구조물의 지붕 골조 설치는 특수 Erection 공법에 의하는 것이 일반적이며, 그 중 지상에서 지붕골조를 설치 후 jack-up 서포트에 의해 골조를 인양하는 Step-Up 공법을 적용할 경우 공기와 공비의 대폭적인 절감이 예상된다. 따라서 본 논문의 목적은 Step-Up 공법에 의해 단층라멜라 돔의 지붕골조를 시공할 경우, 인양 중 가설 서포트 개수와 위치에 따른 좌굴특성을 검토하는 것이다. 연구 결과 서포트 개수 및 위치에 따른 단층라멜라 돔의 다양한 좌굴 특성에 관한 실무자를 위한 기초적인 자료를 얻을 수 있었다. Single layer latticed domes which have a mechanics property, a functional property, a aesthetic property and so on, occupies one part of long span space structures and after this, the using parts will be extended. The frame network pattern of single-layer latticed domes can be infinitely taken into account. The typical network patterns are triangular, square, hexagon, lamella and rib etc. It would take long time and cost too much to erect large roof structures with traditional erection techniques due to require of large number of temporary bracing and supports. The erection of large roof structures requires special techniques. As one of these special techniques is the Step-Up election method that utilizes jack-up supports and this will extremely saves time and cost to erect large roof structures. The objective of this study is to analysis the buckling characteristics of single-layer lamella domes according to the support number and position. From the result of this study, we obtained the fundamental data for the structural engineers who design the temporary support of large roof structures.