• 제목/요약/키워드: Tensegrity system

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광섬유 브래그 격자 센서를 이용한 텐서그리티 구조물의 변형 계측 (Deformation Measuring of Tensegrity Structure by Optical Fiber Bragg Grating Sensor)

  • 이승재
    • 한국공간구조학회논문집
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    • 제8권6호
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    • pp.95-100
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    • 2008
  • 본 연구는 광섬유 브래그 격자 센서를 이용한 텐서그리티 구조물의 실시간 모니터링 결과를 보고한다. 기존의 간접적인 계측방식에서 탈피하여 케이블에 직접적으로 센서를 부착하여 케이블의 변형율을 측정하였다. 우선, 텐서그리티 구조모형을 시험체를 제작하고, 시험체에 광섬유 브래그 격자 센서를 부착하여 외력을 가하였다. 그 결과 하중의 증가에 따라 광섬유 브래그 격자센서는 케이블의 변형을 정밀히 측정할 수 있었으며, 계측의 안정성 측면에서 탁월함을 알 수 있었다. 또한 텐서그리티 구조물과 같이 케이블로 구성된 구조물의 변형측정 및 상시모니터링에는 광섬유 브래그 격자 센서가 유용함을 확인하였다.

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진동수 목적함수를 이용한 텐세그리티 시스템의 형상탐색기법 (Form-finding of Tensegrity Systems by using Frequency Constraints)

  • 이승혜;이재홍;강주원
    • 한국강구조학회 논문집
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    • 제28권5호
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    • pp.337-344
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    • 2016
  • 본 연구에서는 내력밀도법과 강성행렬법을 결합한 방법을 사용한 텐세그리티 시스템의 형상탐색기법을 제안하였다. 텐세그리티 시스템의 형상탐색 기법에 대한 연구는 많은 연구자들에 의해 계속되어왔으나 그 기법들은 복수의 자기응력 상태를 갖는 시스템의 경우 한계가 있다. 제안 기법을 사용하면 복수의 자기응력상태를 갖는 텐세그리티 구조물에 대한 최적의 내력밀도 값을 결정할 수 있다. 텐세그리티 시스템의 최대 강성 값을 유도하기 위해 구조물의 고유진동수 값을 최대로 이끌어 내는 목적함수를 설정한 유전 알고리즘을 사용하였다. 다수의 평형상태를 갖는 텐세그리티 시스템의 자기평형 형태를 얻을 수 있는 본 기법에 대한 효율성을 입증하기 위해 수치해석 예제를 수행하였으며 이를 통해 만족하는 결과 값을 얻을 수 있었다.

텐서그러티 모듈의 변형 및 응용에 관한 연구 (A Study on Reformability and Application of Tensegrity Modules)

  • 최선영;박선우;박찬수
    • 한국공간구조학회논문집
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    • 제5권2호
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    • pp.73-79
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    • 2005
  • 텐서그러티는 연속인장-불연속압축 구성요소에 기반한 상대적으로 새로운 구조시스템이다. 좀 더 상세한 구조적 고찰이 필요하지만, 연구목적에 접근하기 위해서는 최소한 텐서그러티의 구조원리와 근본적인 역학관계를 파악하는 것이 필수적이다. 일단 이점을 확인하고 난 후에, 이러한 구조물의 특성뿐만 아니라 건축에서의 적용성을 다룬다. 그리고 이런 시스템을 규정하는 정의에 이견이 없지는 않으나, 경량구조물로써 텐서그러티의 가능성을 설명하기 위하여 구조디자인연구소(iESD)에서 제작한 텐서그러티 모듈(기본형)의 몇 가지 예를 제시한다. 따라서, 본 연구에서는 기본 정의(규정)뿐 아니라 기본 모듈의 유형을 소개하고, 건축에서 텐서그러티 모듈의 변형성과 응용성을 탐색한다.

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FBG센서를 이용한 텐서그리티 구조의 변형 계측 (Measuring Deformation of Cable in the Tensegrity Structure by Optical FBG Sensor)

  • 이승재;이창우;주기수
    • 한국공간구조학회:학술대회논문집
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    • 한국공간구조학회 2008년도 춘계 학술발표회 논문집
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    • pp.189-194
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    • 2008
  • 본 논문은 광섬유 브래그 격자 센서를 이용한 텐서그리티 구조의 실시간 모니터링을 설명하였다. 텐서그리티 구조는 케이블의 장력만으로 평형을 유지하는 구조시스템이다. 힘의 평형을 이룰 때 케이블 각 부분에 장력은 일정하다 할 수 없다. 그러므로 각 부분의 장력의 계측은 매우 중요하다. 각 부분의 케이블의 장력을 계측하는데 광섬유 브래그 격자 센서가 적합한지를 증명하기 위하여 텐서그리티 시험체를 제작하였다. 광섬유 브래그 격자 센서를 이용하여 장력을 모니터링 하는 시험을 실시하였고, 시험의 결과로 광섬유 브래그 격자 센서는 외력 작용 시에 정확한 계측을 보여주었다. 그러므로 텐서그리티 구조의 케이블에 장력을 계측할 수 있고 실시간 모니터링이 가능하다.

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케이블 돔 구조물의 브레이싱 및 막재 보강 효과에 따른 비교분석 (Comparative Analysis of Cable Dome Structures by Reinforcement Effect with Bracing and Fabric)

  • 김승덕;신인아
    • 한국공간구조학회논문집
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    • 제12권1호
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    • pp.69-75
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    • 2012
  • 본 논문은 케이블 돔 구조물의 브레이싱 및 막재 보강 효과에 따른 비교분석을 하고자 한다. 텐세그러티 구조시스템은 초기응력의 도입을 통해 자기평형을 가지는 구조물로서 연속적으로 연결되어 있는 인장재와 이들을 연결해 주는 불연속의 압축재로 구성되어 있다. 본 연구에서는 경량화한 Hybrid 구조물인 케이블 돔의 불안정 현상이 면내 비틀림에 의해 발생함을 기본 Geiger형과 Zetlin형 모델에 브레이싱 및 막재를 보강하여 발생되는 효과를 알아본다. 또한, 쉘형 구조물의 구조불안정 거동이 초기조건에 매우 민감하게 반응하므로 초기형상불완전량 0.1%를 도입하여, 초기조건에 대한 영향도 알아본다.

케이블 트러스 지붕 시스템의 역학적 특성 (Mechanical Characteristics of Cable Truss Roof Systems)

  • 박강근;이동우
    • 한국공간구조학회논문집
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    • 제16권2호
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    • pp.89-96
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    • 2016
  • Cable structures are lightweight structures of flexible type, cable members have only axial stiffness related to tension, they can carry neither bending nor compression. This study is the analysis of cable truss systems are composed of upper and low cables by connecting bracing cables, the structural principle is based on a tensegrity system by using bracing tension members, discontinuous compression members and continuous tension members. A hanging roof of cable truss system is too flexible against vertical loads, most cable members are stabilized by connecting the prestressed upper and lower cable by bracing cables. A cable truss roof system is formed by adding a set of cables with reverse curvature to the suspension cables. With the sets of cables having opposite curvature to each other, cable truss is able to carry vertical load in both upward and downward direction with equal effectiveness, and then a cable truss acts as load bearing elements by the assemble of ridge cables, valley cables and bracing cables. This paper will be shown the geometric non-linear analysis result of cable truss systems with various sag ratio for deflections and tensile forces, the analytical results are compared with the results of other researchers.

Tensegrity구조물의 장력제어 기법에 관한 연구 (A Study on the Stress Control Technique of Tensegrity Structures)

  • 김승덕;정을석
    • 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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    • 한국전산구조공학회 2003년도 가을 학술발표회 논문집
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    • pp.285-292
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    • 2003
  • The soft structure can make large space more effectively, and its construction is easy and simple as well. However, it is not easy to realize this in the actual space. Therefore, two works are needed to be done for effective and accurate construction of soft structures. First, making a working scenario to complete the final objective form; second revising construction errors occurred in the middle of the actual works. These works are called constructional analysis. At this time, geometric nonlinearity should be considered to reflect the sensitivity by the initial stress of flexible structures, constructional analysis comes down to a nonlinear problem after all. This study approaches nonlinear constructional analysis with the numerical method for adjusting stress of cable-dome structures which are a soft structure system, and then verifies it.

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케이블-돔 복합구조의 형상해석에 관한 연구 (A Study on the Shape Analysis of Cable-Dome Structures)

  • 권택진;한상을;최옥훈
    • 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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    • 한국전산구조공학회 1998년도 봄 학술발표회 논문집
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    • pp.93-100
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    • 1998
  • The basic systems of spatial structures such as shells, membrane, cable-nets and tensegrity structure have been developed to create the large spaces without column. These structures may have large freedom in scale and form, and especially tensegrity structures are received much attention from the view points of their light weight and aesthetics. But There re some difficulties concerning structural stability, surface formation and construction method. One of the way to solve these problems reasonably is a combination of tensile members and rigid members. A structural system based on this concept is referred to as the "HTS ( Hybrid Tension Structure )". This is a type of flexible structural system which is unstable initially, because the cable material has little initial rigidity. As cable - dome hybrid structures is a type of HTS, the initial stress for the self- equilibrated system having stable state have to be introduced. To determine initial stress having stable state, the shape finding analysis is required before the stress - deformation analysis. In this paper, the primary objective is to derive the nonlinear finite element formula of cable and truss members considering geometric nonlinearity for shape finding of cable-dome, and to propose the method to decide the initial stress by the shape analysis of cable-dome hybrid structure with the self-equilibrated state.

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HYBRID LIGHTWEIGHT STRUCTURES -On Recent Projects aimed at Holistic Design

  • Saitoh, Masao
    • 한국공간구조학회:학술대회논문집
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    • 한국공간구조학회 2005년도 춘계학술발표회 및 정기총회 2권1호(통권2호)
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    • pp.52-66
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    • 2005
  • Tension and Membrane have the potential to enable the realization of lightweight structures that have the attractive features of structures efficiency and aesthetical expression. Compared with pure (thorough-bred) tension structures such as cable net, air dome and tensegrity, so called hybrid tension structures such as beam string, tensegric system and other mixed structures have Potential still to be realized. After synnaruzubg the simple definition of tensegric structure, some holistic designs for hybrid tension structures completed recently in the author's practice are given.

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장력안정트러스 구조물의 안정화를 위한 매개변수의 범위 결정에 관한 연구 (Determination of the Boundary of Parameters for Stabilization of Truss Structures Stabilized by Cable Tension)

  • 권택진;한상을;최옥훈
    • 전산구조공학
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    • 제10권3호
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    • pp.195-202
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    • 1997
  • 최근, 텐세그러티(tensegrity)구조개념을 적용한 대공간구조시스템인 케이블돔구조는 구조물 전체의 관점에서는 하나의 자기평형상태를 만족하는 구조로서 돔과 같이 닫힌형상(closed form)의 구조에는 유리한 구조시스템이지만, 보울트(vault)와 같은 열린형상(openform)의 구조에는 적용상 문제가 있다. 따라서, 본 논문에서는 이 문제를 해결하는 방안중의 하나로서, <안정화된 단위요소>를 이용하여 장력안정트러스의 기본요소인 단위구조의 안정화를 지배하는 기하학적 매개변수들의 범위를 설정하는 방법이 제안되고 그 변수들의 상호관련성을 규명하고자 한다. 수치해석은, .alpha.가 안정화범위에 있을 경우, 여러가지 경우의 높이에 따른 중심위치(.alpha.), 트러스 부재에 의한 각(.theta.) 그리고 평면상의 비(x/y)와 같은 매개변수의 변화에 따라 안정화에 가장 지배적인 축력모드(N/sub 15/, N/sub 16/, N/sub 25/, N/sub 26/)들의 상호작용이 조사되었다.

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