Abstract
Geometric form of a suspension bridge that uses load-sensitive cables takes on not only resisting loads but also becoming a visually sensible shillouette. This study has proposed a preliminary structural form planning for a suspension bridge following force flow by adopting the two possibilities of the graphic statics. First, the force polygon allows alternative load paths for the same loading condition. Second, a new structural form for the newly developed load path can be constructed using the reciprocal principle that exits between a structure space and the corresponding force polygon. Major structural form parameters that affect both structural and aesthetic aspecs are first identified. The relationships between structural forms and the corresponding force polygons are then investigated for the identified parameters. Upon the investigation, a stepwise process is developed for a preliminary structural form planning for a suspension bridge. The proposed structural form planning method is general that can be easily expanded to generate design alternatives of similar form-active structural systems. It is also expected that this method will be used as an educational tool to explain the interrelationships between structural forms and their force flows.
하중에 민감한 케이블을 사용하는 현수교의 기하학적 형상은 하중을 저항할뿐만 아니라 시지각적 실루엣이 된다. 이 연구에서는 정력학적 도해법이 지니는 두 가지 가능성을 이용해서 힘의 흐름을 따르는 현수교의 초기 구조형태계획법을 제시한다. 첫째, 힘다각형을 이용해서 동일한 힘에 대해서 다양한 하중경로를 모색할 수 있다. 둘째, 구조형태와 힘다각형 사이에 존재하는 상반원리를 이용해서 새로 형성된 하중경로에 대응하는 구조형태를 생성할 수 있다. 먼저 현수교의 구조적 및 미학적 측면에 영향을 미치는 주요 구조형태변수를 선정한다. 이러한 변수에 대해서 구조형태와 힘다각형의 상호관계를 분석한다. 이를 토대로 현수교의 초기 구조형태계획에 대한 일련의 설계과정절차들을 개발한다. 이 연구에서 제시하는 구조형태계획법은 유사 형태저항 구조시스템의 설계대안을 생성하는데 수월하게 확장해서 사용할 수 있다. 또한 구조형태와 힘의 흐름과의 상호관계를 설명하는 교육용 도구로도 사용될 수 있을 것으로 기대한다.
