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논문 기본 정보
- 자료유형
- 학위논문
- 저자정보
- 지도교수
- 김대진
- 발행연도
- 2018
- 저작권
- 경희대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.
이용수20
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파이프 골조로 구성된 비닐하우스가 다른 종류의 온실보다 약 2-4배 저렴한 설치비를 요구함에도 불구하고 비교적 견고한 구조를 지니고 있으며 보온과 통풍 성능 또한 우수하다. 따라서 앞으로도 파이프 골조 비닐하우스가 지속적으로 높은 비율의 시설 원예 설치 면적을 차지할 것으로 예상된다.
그러나 일반적인 강구조 프레임 구조와 달리 파이프 골조로 이루어진 온실 구조의 경우 구조 요소 간의 연결성이 명확히 규정되지 않아 온실구조 성능 검토를 위해 구조 해석 프로그램 사용 시 실제 구조 요소의 거동을 반영하기 위한 해석 모델링에 어려움을 겪고 있다.
본 연구에서는 온실 구조물의 구조 성능 검토 시 적합한 모델링 방법을 제시하기 위해 대상 온실 구조물을 선정하고 대표적인 모델링 요소인 지점 및 접합부 조건 그리고 케이블 요소의 단면적을 변화시켜가며 파라메트릭 스터디를 수행하였다. 모델링 조건의 변화에 따른 대상 구조물의 주요 모드 형상 및 고유진동수 변화를 조사하였으며, 대상 구조물에 대해 현장 가속도계 측정법을 이용하여 상시진동을 계측하여 얻은 주요 모드 형상 및 고유진동수 결과와 해석 결과를 비교하였다. 그 결과, 실제 온실 구조의 거동과 유사한 결과를 얻을 수 있는 접합부 및 지점 조건 그리고 케이블 단면적 조건을 도출할 수 있었으며, 본 연구의 대상 온실 구조물과 비슷한 유형의 온실구조를 해석할 경우 이 조건들을 적용시키는 것을 우선적으로 검토해 볼 수 있다.
또한, 온실 구조 모델링의 대부분을 차지하는 주요 구조 요소인 접합부의 실제 거동을 정확히 반영하기 위한 접합 철물에 따른 적절한 모델링 방법에 대한 연구를 수행하였다. 온실 구조에서 사용되는 대표적인 접합 철물의 유형과 거동을 우선적으로 분석하여 회전 강성에 대한 해석적 연구가 필요한 일부 해석 대상 접합부(T-판, U-클램프, 고정클램프 접합부)에 대해 단조 가력 실험과 비선형 정적 유한요소 해석 연구를 수행하였다. 그 결과, 실무에서 본 연구의 해석 대상 접합부와 유사 접합부를 해석할 시 우선적으로 적용할 수 있는 회전 강성을 제시할 수 있었다.
그러나 일반적인 강구조 프레임 구조와 달리 파이프 골조로 이루어진 온실 구조의 경우 구조 요소 간의 연결성이 명확히 규정되지 않아 온실구조 성능 검토를 위해 구조 해석 프로그램 사용 시 실제 구조 요소의 거동을 반영하기 위한 해석 모델링에 어려움을 겪고 있다.
본 연구에서는 온실 구조물의 구조 성능 검토 시 적합한 모델링 방법을 제시하기 위해 대상 온실 구조물을 선정하고 대표적인 모델링 요소인 지점 및 접합부 조건 그리고 케이블 요소의 단면적을 변화시켜가며 파라메트릭 스터디를 수행하였다. 모델링 조건의 변화에 따른 대상 구조물의 주요 모드 형상 및 고유진동수 변화를 조사하였으며, 대상 구조물에 대해 현장 가속도계 측정법을 이용하여 상시진동을 계측하여 얻은 주요 모드 형상 및 고유진동수 결과와 해석 결과를 비교하였다. 그 결과, 실제 온실 구조의 거동과 유사한 결과를 얻을 수 있는 접합부 및 지점 조건 그리고 케이블 단면적 조건을 도출할 수 있었으며, 본 연구의 대상 온실 구조물과 비슷한 유형의 온실구조를 해석할 경우 이 조건들을 적용시키는 것을 우선적으로 검토해 볼 수 있다.
또한, 온실 구조 모델링의 대부분을 차지하는 주요 구조 요소인 접합부의 실제 거동을 정확히 반영하기 위한 접합 철물에 따른 적절한 모델링 방법에 대한 연구를 수행하였다. 온실 구조에서 사용되는 대표적인 접합 철물의 유형과 거동을 우선적으로 분석하여 회전 강성에 대한 해석적 연구가 필요한 일부 해석 대상 접합부(T-판, U-클램프, 고정클램프 접합부)에 대해 단조 가력 실험과 비선형 정적 유한요소 해석 연구를 수행하였다. 그 결과, 실무에서 본 연구의 해석 대상 접합부와 유사 접합부를 해석할 시 우선적으로 적용할 수 있는 회전 강성을 제시할 수 있었다.
목차
제 1 장 서 론 11.1 연구 배경 및 목적 11.2 국내·외 연구동향 41.3 연구 방법 및 범위 8제 2 장 온실구조 접합부 유형 및 모델링 방법 102.1 부재 끝단에서 만나는 접합부 102.2 연속된 부재가 만나는 접합부 17제 3 장 온실구조 모델링 방법에 따른 전체 구조 거동 243.1 연구대상 243.2 부재 접합부 모델링 조건 및 해석 결과 273.3 지지부 모델링 조건 및 해석 결과 333.4 케이블 단면적 모델링 조건 및 해석 결과 363.5 온실구조물 상시진동 실험 및 결과 393.5.1 실험 방법 303.5.2 실험 결과 403.6 해석 및 실험 결과의 비교 41제 4 장 온실구조 접합부 비선형 정적 유한요소 해석 434.1 연구 대상 434.1.1 대상 접합 철물 434.1.2 연구 방법 454.2 T-판 접합부 비선형 정적 유한요소 해석 및 결과 464.2.1 T-판 접합부 모델링 464.2.2 T-판 접합부 비선형 정적 유한요소 해석 결과 484.3 U-클램프 접합부 비선형 정적 유한요소 해석 및 결과 524.3.1 U-클램프 접합부 모델링 524.3.2 U-클램프 접합부 비선형 정적 유한요소 해석 결과 544.4 고정클램프 접합부 비선형 정적 유한요소 해석 및 결과 584.4.1 고정클램프 접합부 모델링 584.4.2 고정클램프 접합부 비선형 정적 유한요소 해석 결과 60제 5 장 결 론 64
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