한국강구조학회 논문집 (Journal of Korean Society of Steel Construction)

  • 제22권2호
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  • Pages.197-208
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  • 2010
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  • 1226-363X(pISSN)
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  • 2287-4054(eISSN)
한국강구조학회 (Korean Society of Steel Construction)
권호 표지

프리텐션을 받는 트러스 구조물의 좌굴을 고려한 최적설계

Optimum Design of Truss Structures with Pretension Considering Bucking Constraint

  • 김연태 (세종대학교 대학원 건축공학과) ;
  • 김대환 (세종대학교 대학원 건축공학과) ;
  • 이재홍 (세종대학교 건축공학과)
  • 투고 : 2009.09.15
  • 심사 : 2010.12.22
  • 발행 : 2010.04.27
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초록

언더텐션이란 상부에서의 하중을 하부 케이블의 인장력을 이용하여 그 하중을 양 단부로 전달하는 시스템을 말하며 처짐과 부재 크기를 제어하기 위해 장스팬 구조물에 주로 적용된다. 하지만 수많은 단면 중에서 여러 조건을 만족하며 최소의 물량, 즉 최대의 경제성에 부합하는 최적의 단면을 찾는 것은 매우 어려운 일이다. 이에 본 연구에서는 마이크로 유전알고리즘을 이용하여 언더텐션 형태의 트러스 구조물에 단면 최적화 연구를 수행하였으며 처짐과 허용응력 그리고 좌굴이 제약조건으로 고려되었다. 최적화 검증 예제로 자주 사용되는 10-bar 트러스 예제의 이전 연구 결과와의 비교를 통하여 개발된 프로그램을 검증하였다. 이를 바탕으로 프리텐션 크기를 변수로 설정하여 언더텐션 구조물의 최적 설계를 수행하였다. 본 연구에서 제시된 최적설계 그래프를 통하여 설계자가 일정 조건을 만족하는 최적의 단면을 쉽게 선택할 수 있을 것으로 사료된다.

An under-tension system is frequently employed for large-span structures to reduce the deflection and member size. In this study, a microgenetic algorithm was used to find the optimum cross-section of truss structures with an undertension cable under transverse loading. Maximum deflection, allowable stress, and buckling were considered constraints. The proposed approach was verified using a 10-bar truss sample that shows good agreement with the previous results. In the numerical results, minimum-weight design of the under-tension structure was performed for various magnitudes of pretension.

키워드

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