A Study on Unstable Phenomenon of Space Truss Structures Considering Initial Imperfection

트러스형 공간구조물의 초기 불완전을 고려한 불안정 현상에 관한 연구

The structural space is gradually wide and is wanting agreeable environment by the requirement and necessity of people who lives modem stage. The building coincides with such requirements and is the high rise building actual circumstances which is doing ultra-large. The confirmed report of the technology to organize great merit is becoming currently considerably important issue in constructing a building field. Thus, this paper examine closely for nonlinear unstable taking a picture uneasiness height of prosperity considering to initial imperfection by a numerical method with a space frame structure of discrete system in large space structure. Based on previous investigation method, this paper induce nodal stiffness matrix of solid truss elements considering geometrical nonlinear using finite element method. In this paper, three types of space structure considered; i) 1-free node space structure, ii) 2-free node space structure, iii) multi-free node space structure. It apply the above examples to a nonlinear program, next, grasp the characteristic of an unstable conduct and the result was a clearing low.

트러스형 공간 구조물은 무주의 대공간을 덮을 수 있는 장점과 구조적 성질이 동일한 등가 연속체 쉘 로 치환하여도 비교적 정확한 해를 얻을 수 있다는 장점으로 인해 21세기 첨단 구조물의 한 장인 초대형 구조물 분야에 많이 활용되고 있으며, 효율적인 부재의 이용과 대량생산의 가능성으로 인해 많은 발전을 해 왔다. 그러나 이러한 쉘 형태의 공간 구조물은 구조 거동의 특성상 주로 구조안정문제가 구조설계에서 해결해야하는 핵심적인 기술력이 되며, 이를 어떻게 해결하여야 할 것인가의 문제는 아직도 많은 연구자들에게 난제로 남아 있다. 즉, 연속체 쉘 구조의 원리에서 긴 경간을 얇게 만들면, 뜀좌굴과 분기좌굴같은 불안정 거동이 나타나게 되며, 이러한 쉘형 구조 시스템에서 구조 불안정 문제의 특징은 초기 조건에 매우 민감하게 반응한다는 것이고, 이런 문제들은 수학적으로 비선형 문제에 귀착하게 된다. 따라서, 본 논문에서는 공간 프레임형 구조물의 불안정 현상을 살펴보기 위하여, 다양한 파라메타중 초기불완전량과 rise-span 비가 트러스 구조물의 불안정 현상에 미치는 영향을 알아보고자 하며, 이를 위해 1-자유절점 공간구조물, 2-자유절점 공간구조물, 다-자유절점 공간구조물을 예제로 채택하여 불안정 거동을 살펴보고자 한다.