A Study on the Shape Analysis of Membrane Structures Using Line Elements

선재 요소를 이용한 막 구조물의 형상해석에 관한 연구

Nonlinear problems for membrane structures are very sensitive in convergence procedure in nonlinear iterations. Therefore many researchers have suggested a lot of ideas in published papers. In this study, authors are trying to get easier solution for taking membrane shape by initial stresses from substitution of the membrane to line elements. To obtain nonlinear stiffness, the nonlinear finite element method is used for both membrane and cable elements, and only geometric nonlinear terms are taken for shape analysis. By some examined models, we can find that the substituted models show better results to get, initial shape in which the concentrating phenomenon is removed at edge parts.

막 구조물의 비선형 문제는 많은 연구자들에 의해 연구가 있었고 현재 또한 많은 연구가 이루어지고 있다. 막 구조물은 해석방법에 따라 그 수렴성이 민감하게 반응하기 때문이다. 이러한 비선형 문제는 매우 복잡하고 정교한 연구가 수반되어야 하며 고도의 기술을 필요로 하기 때문에 해석방법에 대한 접근이 초기형상결정단계부터 어려운 실정이다. 따라서 본 논문에서는 해석할 때에 발생하는 해의 발산과 면재의 쏠림 현상에 대한 해결책으로 막 구조물 설계 시에 많이 사용되는 삼각형 평면요소에 대해서 선재로 치환하여 해석하는 방법을 제안하고, 카테나리 예제를 대상으로 해석을 수행하여 해의 수렴성 및 신뢰도를 고찰한다.