지능형 건물을 건축하기 위해서는 제일 우선으로 해야할 일이 기획을 하는 일이다. 이 첫단계가 건물의 특성을 결정짓는 가장 중요한 시작으로 첫 시작의 단추를 어떻게 꿰는가에 작업인 것이다. 기초를 잘 갖춘 학생이나 운동선수가 실전에 우수한 성질을 내는 것과 마찬가지로 건물도 초기 기획과 설계단계에서 과학적인 검토로 이루어져야 훌륭한 건물이 지어질 수 있다.
본 과제는 의장설계 분야의 기본설계, 기능설계, 상세설계 및 생산설계 단계를 전산화하여 설계 생산성을 향상시키고 우수한 품질의 생산정보 및 생산관리 기초정보를 적기에 제공할 수 있는 의장설계일관시스템(Fig. 8.1)의 구축을 최종 목표로 하고 있으며, 다음과 같이 3개의 세부과제로 분담, 수행되었다. .CSDP-의장설계시스템 개발 : KRISO의장설계 일관시스템의 설계 및 관련 요소시스템의 통합 화를 위한 기반시스템의 개발'5' .CSDP-의장CAD응용기술 개발 : 현대중공업 범용 CAD시스템의 조선 전용화를 위한 의장설계 각 분야별 요구기능의 분석 및 정의'12' .CSDP-배관배치모델링기법 개발 : 대우조선 범용 CAD시스템을 토대로 한 배관설계시스템의 초기 계? 단계의 배치모델링 기법 개발'15' 본 고에서는 의장설계 일관시스템의 기본개념, 범용 CAD시스템을 중심으로한 분야별 일관시스 템의 구축을 위한 기능분석 및 기법 개발, 시스템 통합환경 구축, 그리고 향후 조선CIMS를 목 표로한 제품모델 개념의 생산지향 의장시스템 모델에 관한 개념설계 결과를 중심으로 서술하 였다.
대공간 구조물은 형태에 따라 구조물의 설계와 시공에 미치는 영향이 크기 때문에 초기 단계에서의 최적형태 설계가 중요하다. 그러나 기존의 대공간 구조물의 최적형태 설계는 구조엔지니어의 직관이나 경험을 바탕으로 수행되어 왔다. 따라서 본 연구에서는 대공간 트러스 구조물의 체계적인 최적형태 설계를 위해 위상최적화 기법과 Cellular Automata 모델을 이용한 통합프로세서를 제안하고자 한다. 먼저 위상최적화 기법을 이용하여 구조물의 초기 최적형상을 찾고, 다음 단계로 Cellular Automata 규칙에 의해 생성된 구조패턴을 적용하여 대공간 트러스 구조형태를 생성한다. 최종적으로 구조해석을 실시하고 크기최적화를 적용함으로써 설계조건을 만족하는 최적형태를 제안하고자 한다.
현대에 개발되는 시스팀은 고성능, 다기능이 요구되며 그 요구가 사용자 관점에서 볼 때 고신뢰성이 한층 요구 되어지고 있다. 연구 개발 단계의 초기 단계에서 설정된 품질 목표치, 즉 신뢰도(reliability), 가용도(availability), 정비도(mailtailability)를 기준으로 연구 개발 단계별로 품질 및 신뢰성 활동들이 구체화 된다. 특정 시스팀이 하나의 building block의 개념으로 구체화 되고 시스팀의 계층 구조를 물리적 구조로 분류되는 시스팀 설계 단계에서 시스팀 블록 단위의 신뢰도 배분(reliability allocation)이 이루어진다. 시스팀의 설계가 완료된 상태에서 상세 설계되어 제품이 실현되며, 시제품에 대한 신뢰도 예측(reliability prediction)업무가 착수된다. 시스팀의 품질목표치를 겨냥한 실질적인 품질 및 신뢰성 활동들이 신뢰도 배분치 및 시스팀 신뢰도 목표치로 bottom-up 방식으로 접근하게 됨에 따라, 본고에서는 시스팀의 품질 목표치를 달성하기 위해 가장 원천적으로 기본이 될 수 있는 전자부품의 품질 수준을 분석하고, 신뢰성 관련 제반 시험 기술을 분석 기술하고자 한다.
에너지 절약을 목적으로 한 최근 신조선의 경우, 구조는 경량화되어 가는 반면 기진력은 증가되고 있다. 즉 주기관은 소수 대구경 기통을 가진 고효율 디젤 엔진이 채용되고 있어 진동 유발요인은 증가되고 있다. 따라서 설계초기부터 진동제어 목표를 세우고 설계 단계마다 진동을 예측 진단하고, 이의 대책을 세우는 방진 시스템이 요구된다. 본문에서는 이러한 시스템 개발의 일환으로 최근 현대중공업에서 건조한 선박 진동 수준 및 진동 요인 변천을 검토하고 추후 개정
토목 및 건축구조물에 대한 합리적이고 정확한 설계, 시공은 물론 구조물 시공후의 안전 점검, 보수ㆍ보강 등을 위한 계측은 구조물의 사용성을 항상 최적의 상태로 유지하고 구조물의 공용수명을 연장시키는데 있어 매우 중요하다. 일반적으로 사용단계의 구조물은 시간이 경과함에 따라 초기의 설계, 시공상 오류에 의한 초기결함, 반복하중 그리고 취약한 환경 등 외부 조건에 노출될 경우에는 구조물 본연의 성능을 점차 상실하게 되어 심지어는 인명과 재산권을 위협하는 대형 붕괴사고를 일으키기도 한다. (중략)
디자인 대안들을 검토하는 설계 초기단계에서 복잡한 건축물 형상을 시각적으로 구현하기 위해서는 여러 모델링 기법이 요구된다. 형태를 정의해주는 기하학적 속성들을 포함한 형상정보를 서로 다른 디지털 플랫폼 사이에서 프로세스의 연속성을 유지한 채 변환하는 과정에는 상당한 기술적 제약이 존재하고 있다. 이에, 본 연구는 디자인 도구로서 3D 모델링 소프트웨어(McNeel Rhino 3D)와 BIM 시스템(Autodesk Revit Architecture)사이에서 데이터 변환을 위한 호환체계를 제시하고자 한다. 이를 위해, 중간 형식의 파일을 불러들이는 기존의 방식이 아니라, 곡면형상에 내재된 수학적 함수관계를 정의한 NUBS 속성을 지원해주는 파일 포맷(3DM)을 링크시키는 인터페이싱 방법론에 기반한다. 즉, 시각적 프로그래밍 도구인 다이나모(Autodesk Dynamo for Revit)를 이용하여 형상정보를 매스 패밀리와 연동시켜주는 알고리즘을 구현함으로써, 여러 계획안들의 형상으로부터 면적정보의 자동적인 산출이 가능하게 되어 초기 설계단계에서의 규모 검토에 적용 가능하다. 알고리즘 기반의 데이터 호환을 구현한 본 연구 성과는 정형과 비정형 형상의 오피스 건축물을 대상으로 실무에서 요구되는 작업환경 설정을 템플릿 형식의 가이드라인으로 제공하는 동시에, 설계 지원 도구로서 그 활용성이 기대된다.
감성품질로서의 BSR(Buzz, Squeak, Rattle)은 시스템의 공진특성으로 인해 부품 간의 간극에서 발생하는 간섭현상이며, 재료의 열화 특성과 조립공차의 영향으로 확률적으로 발생하는 신뢰성 문제이다. 일반적으로 BSR 문제는 제품의 개발 과정 중 완료 단계에 발견되고 있으며 설계 사양 변경이 제한적이고 고비용의 시험에 의해 해결되어 왔다. 따라서 초기 설계 단계에서 BSR의 발생을 최소화하기 위하여 재료의 열화와 결합부 이완을 고려한 CAE를 통한 BSR 가상 평가 방법이 필요하다.
구조재료로써 콘크리트의 물리적 특성은 강재와는 달리 시간 의존적이라고 할 수 있다. 즉, 타설 후 재령이 경과함에 따라 압축강도와 탄성계수가 증가함은 물론, 콘크리트 내의 수분이 대기 상태로 증발하면서 부재가 수축하는 건조수축 및 외력의 증감없이 변형률이 증가하는 크리프 특성 등을 가지고 있다. 또한, 콘크리트는 시멘트의 수화반응에 의해 시공초기에 재료의 온도가 급격히 상승하는 발열특성도 동시에 가지고 있다. 이러한 특성들은 구조물의 설계시 무시할 수 없으며, 각 시공단계 및 완성단계의 구조물의 응력에 커다란 영향을 미치게 된다.(중략)
LCC 분석은 건축물의 설계단계 뿐만 아니라 유지관리 단계에서의 보수 보강 또는 교체에 대한 최적 의사결정의 도구로서 이론적으로나 실무적으로 각광을 받고 있는 분석 방법이다. 이는 초기 투자비용의 효율성을 극대화 하고 유지관리를 통한 구조물 사용성의 효율적 증대를 극대화하는 노력의 일환으로 최근 건축물의 설계 및 유지관리 시 LCC 분석효과의 실질적인 적용이 요구되어 지고 있다. 따라서 본 논문은 일반적인 분석기법에 그치고 있는 기존 LCC 연구를 생애위험도를 고려한 LCC분석을 통해 설계단계 최적 의사결정을 위한 새로운 분석 방법론을 도출하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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