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대한건축학회 대한건축학회 논문집 - 구조계 대한건축학회논문집 - 구조계 제14권 제5호
발행연도
1998.5
수록면
285 - 292 (8page)

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본 연구에서는 공기막구조물의 초기설계에서 반드시 수행해야 하는 형상탐색해석과정을 비 선형 유한요소법을 이용하여 정식화하였다. 공기막구조물의 대변위, 대회전의 특성을 고려한 비선형 막이론을 이용하여 기초방정식을 유도하였다. 여기에서는 공기막구조의 안정성을 위하여 도입하는 내압의 크기와 경계형상을 기지의 함수로 하고 이 내압과 평형을 이루는 형상을 목적함수로 하여 이에 대한 평형식을 정식화하였다. 제안된 방법의 타당성을 검토하기 위해서 정밀해를 얻을 수 있는 사각형 경계면에서의 공기 막구조에 해석을 수행하였다. 해석결과는 수정하중증분법에 의한 결과는 비선형 편미분방정 식에 의한 결과와 매우 잘 일치하였으며 수렴성 또한, 매우 뛰어난 것으로 나타났다. 하중증분법에 의한 결과는 정밀해와의 약 10%정도의 오차를 나타내고 있으나, 초기설계와 형상해 석의 특성상 이 또한, 구조물의 개략적인 판단을 위한 결과로는 만족하다고 할 수 있다. 이 두가지 방법에 의한 해석과정은 매우 간단하기 때문에 많은 하중증분에 의한 반복계산도 컴퓨터 계산시간이 크게 증가하지 않을 뿐 아니라, 마지막 하중증분에서의 불평형력을 소거하지 않기 때문에 수렴이 항상 보장되는 장점이 있다. 또한, 2변지지 2변 자유인 원통형 공기막구조물의 형태와 원형평면의 구형공기막구조물에 대한 형상해석도 수행하여 만족할 만 한 결과를 얻었다.

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