• 제목/요약/키워드: membrane structures

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유리섬유 막재의 역학적 특성에 관한 시험 (Test on the Mechanical Characteristics of Glass Fiber Membrane)

  • 박강근;윤성기
    • 한국공간구조학회논문집
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    • 제8권2호
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    • pp.55-62
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    • 2008
  • 막 구조는 형태의 다양성, 막의 가벼움과 내구성, 투광성 및 균질성 때문에 현대 건축물에 다용하게 사용되어 새로운 건축세계를 열어가고 있다. 본 논문은 대공간 건축 구조물에 주로 사용되는 유리섬유 막 재료의 역학적 특성에 대한 연구이다. 현재 주로 사용되는 건축용 막 재료의 종류에는 PVC, PVF, PVDF, PTFE, ETFE 막재들이 있다. 본 연구에서는 이러한 건축용 막재료에 대한 역학적 시험 방법을 정립하고, PTFE 코팅 유리섬유 막재에 대한 인장강도, 인열강도 및 반복하중 시험 등을 실시하여 건축용 막 재료의 역학적 특성을 분석하고자 한다.

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동적이완법에 의한 공기막구조물의 형태탐색과 응력해석 (Shape Finding and Stress Finding for Pneumatic Membrane Structures by Dynamic Relaxation Method)

  • 문창훈;이경수;배종효;최옥훈;한상을
    • 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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    • 한국전산구조공학회 1999년도 봄 학술발표회 논문집
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    • pp.268-275
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    • 1999
  • The purpose of this study is to propose the method of determining the initial pneumatic membrane structures surface and stresses and displacements. Tension structure such as pneumatic membrane structures is stabilized by their initial prestress and air pressure. The process to find initial structural overall shape of tension structures produced by initial prestress called shape finding. One of the most important factor for the design of membrane structures is to search initial smooth surface, because unlike steel or concrete building elements which resist loads in bending, all tension structure forces are carried within the surface by membrane stress. The result for initial surface of pneumatic membrane element and maximum displacement in large deformation in analysis is compared with well-known nonlinear numerical method such as Newton-raphson method and dynamic relaxation method

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4월점 등매개요소를 이용한 인장막구조(引張膜構造)의 형상해석(形狀解析) 및 응력해석(應力解析) (Shape Finding and Stress Analyses of Tension Membrane Structures by using 4-node Isoparametric Elements)

  • 이경수;이형훈;문정호;한상을
    • 한국공간정보시스템학회:학술대회논문집
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    • 한국공간정보시스템학회 2004년도 춘계 학술발표회 논문집 제1권1호(통권1호)
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    • pp.222-229
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    • 2004
  • This study purports to analyze equally stressed surfaces in tension-membrane structures through a geometrically nonlinear approach. It adopts the formulation of a 4-node quadrilateral isoparametric plane stress element considering the orthotropic characteristic of membrane textures. Tension structures, which include cables and tension membranes, such as a cable dome initially exhibit unstable conditions because no initial internal stiffness such as bending stiffness is present. Such a structural system requires prestressing to the tension members to attain a stable state. A tension-membrane structure retains a stable three dimensional curved surface as a structural shape. This analytical process for finding the geometry is referred to as Shape Finding Analysis. In order to assess the validity of this study, we examine equally stressed surfaces of saddle and catenary shape shell structures and carry out pertinent stress analyses

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Present State of Membrane Structures in Japan

  • Oda, Kenshi
    • 한국공간구조학회지
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    • 제2권2호
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    • pp.11-15
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    • 2002
  • Formerly, it was called a tent and now, it is called membrane structure. If saying a tent, it imagines the tent of Bedouin, Mongolia and North American Indian. It became clear from the excavated wall painting that have been covered with the retractable roof of the canvas on the auditorium at the amphitheater in Pompeii and became a topic. These tents were made of the animal skins or fabric woven with the flax plants, and these tents are still used. However, if saying membrane material at present, it says the one to have applied a coating resin to the textile. Because the base fabric of membrane material is a woven fabric, the relation between the stress and the strain is different to the direction of the weaving thread. Moreover, the tensile force must always occur in the membrane surface. From these reasons, because the membrane structure corresponds to the particular building material and the construction method about the Building Standard Law, it must be examined specially that the membrane structural building have the same or any more safety as the provisions which was set to the Building Standard Law. Therefore, the technical standards about the membrane structural building became indispensable. In the paper, the kinds of the membrane materials, which are used for the membrane structural buildings, and technical standards process of the creating for the membrane structure buildings are introduced. Lastly, some of the soccer stadiums for 2002 FIFA World Cup KOREA/JAPAN which be covered with the roof of the membrane structures are presented.

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막 구조물의 측지선 탐색과 재단도 작성에 관한 연구 (A Study on The Search of Geodesic Line and Cuting Pattern Generation of Membrane Structures)

  • 전진형;정을석;손수덕;김승덕
    • 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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    • 한국전산구조공학회 2006년도 정기 학술대회 논문집
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    • pp.325-332
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    • 2006
  • Membrane structures, a kind of lightweight soft structural system, are used for spatial structures. The design procedure of membrane structures are needed to do shape finding, stress-deformation analysis and cutting pattern generation, because the material property has strong axial stiffness, but little bending stiffness. The problem of cutting pattern is highly varied in their size, curvature and material stiffness. So, the approximation inherent in cutting pattern generation methods is quite different. Therefore the ordinary computer software of structural analysis & design is not suitable for membrane structures. In this study, we develop the program for cutting pattern generation using geodesic line, and investigate the result of example's cutting pattern in detail.

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풍하중을 받는 평면 막구조물의 동적불안정 판정에 관한 연구 (Study on Dynamic Instability of Plane Membrane Structures under Wind Action)

  • 한상을;후효무
    • 한국전산구조공학회논문집
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    • 제22권2호
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    • pp.145-152
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    • 2009
  • 본 논문에서는 풍하중을 받는 평면 막구조물의 동적불안정 판정을 규명하였다. 풍하중을 받는 막구조물의 지배방정식을 정식화할 경우 가장 중요한 것은 막 표면의 공기 압력을 합리적으로 산정하는 것이다. 베르누이 윈리에 의하여 유체 압력은 속도 퍼텐셜과 관계를 가지며 않은 날개 원리에 의해 막 표면 공기의 움직임을 일련의 와류로 간주하고 속도 퍼텐셜을 구할 수 있다. 이 논문에서는 가장 많이 쓰이는 3 절점 삼각형 막요소를 이용하여 가중 잔여치 갤러킨법을 적용한 안정 평가의 판별식을 유도하였다. 수치해석 모델로는 정사각형과 직사각형의 막구조물을 채택하였고 임계 풍속에 대한 초기인장력과 풍방향의 영향을 분석하였다.

ETFE 필름의 2축 인장특성 및 텐션방식 막구조물의 응력완화 거동에 관한 실험적 연구 (An Experimental Study on Biaxial Tensile Characteristics of ETFE Film and Stress Relaxation of Tension Typed Membrane Structures)

  • 김승덕;정을석;카와바타 마사야
    • 한국공간구조학회논문집
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    • 제16권1호
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    • pp.35-42
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    • 2016
  • Until recently, almost all ETFE film structures that have been erected is the cushion type because there are problems at lower allowable strength under elastic range and viscosity behaviour such as creep and relaxation of ETFE films under long-term stresses. But the number of tension type structures is currently increasing. This paper proposes the stretch fabrication of ETFE film to verify the applicability of ETFE films to tensile membrane structures. First of all, to investigate the possibility of application on tensile membrane structures, the stretch fabrication test is carried out, and it is verified that it is possible to increase the yield strength of the film membrane structures. After simulating the experiment also carries out an analytical investigation, and the effectiveness of the elasto-plastic analysis considering the viscous behavior of the film is investigated. Finally, post-aging tension measurement is conducted at the experimental facilities, and the viscosity behavior resulting from relaxation is investigated with respect to tensile membrane structures.

ETFE필름의 연신성형에 의한 장력막구조의 고내력화 실험 및 해석적 연구 (Experimental and Analytical Study on High Stress of Tensile Membrane Structures by Stretch Fabrication Using ETFE Film)

  • 정을석;카와바타 마사야;김승덕
    • 한국공간구조학회논문집
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    • 제14권3호
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    • pp.85-92
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    • 2014
  • Most of the structural forms in which ETFE film is used are the cushion(pneumatic membrane structures) and tension type(tensile membrane structures), which have been generally accepted to be the most efficient forms. Tensile membrane structures are pulled outward from the exterior to introduce initial stress. And such structures offer the advantage of a natural shape formed by tensile stress and eliminate the need for blast air. Recently, the number of tension type structures is increasing. However, there are problems of creep and relaxation of ETFE films under long-term stresses. In this paper, the stretch fabrication method is proposed for stretching the film into the plastic region during initial tensioning as a way to increase its strength. And its effectiveness is confirmed by investigating experimental and analytical test using ETFE films.

막재료의 설치높이와 발열량에 따른 화재연소특성 (Fire Combustion Characteristics of Membrane Materials According to the Height and Heat Generation Rate)

  • 조승호;최광호;노영숙
    • 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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    • 제20권6호
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    • pp.84-90
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    • 2016
  • 최근 다양한 형태의 막구조물의 건설이 증가추세이지만 막구조물에 적합하지 않은 내화기준이 적용되어 활용성이 위축되고 있는 실정이다. 그렇기 때문에 막구조물의 건설 활성화에 맞추어서 이에 대한 내화기준의 제 개정이 필요한 상황이다. 따라서 본 연구에서는 일반적으로 많이 사용되는 막재료(ETFE, PVF, PTFE)를 선정하여 막구조물에 화재가 일어났을 때, 시간이 변화함에 따라 온도가 올라가는 막재료의 물리적인 특성 변화와 발열량과 막재료 설치높이와의 상관관계를 파악하여 막구조 내화기준에 기초 자료로 활용하고자 한다.

화이트 노이즈 음파를 이용한 막구조물의 장력 측정장치 개발 (Development of Measurement Equipment of Membrane Stress Using White Noise Sound Wave)

  • Jin, Sang-Wook;Ohmori, Hiroshi;Kim, Jae-Yeol
    • 한국공간구조학회논문집
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    • 제8권2호
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    • pp.63-72
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    • 2008
  • 휨이나 압축에 저항할 수 없는 막재료에 적절한 장력을 도입함으로써 안정화 되는 막구조물은, 유지 관리면에 있어서 막면에 도입되어 있는 장력을 설계대로 유지하는 것이 매우 중요하지만, 준공후 막면에 도입되어 있는 장력을 정확하게 파악하기가 어렵다. 저자들은, 직방형의 경계를 가지는 막을 가청역의 음파를 이용해 진동시키고, 진동하는 막의 공진진동수를 측정함으로써 간접적으로 막장력을 측정하는 방법을 제안하고, 막을 진동시키는 음파로서 정현파와 화이트 노이즈를 이용해 검증실험을 해 왔다. 본 논문은 주요 막재료를 이용해 행한 막장력 측정 이론의 검증을 위한 실험 결과와, 실재하는 막구조물의 장력측정을 통해, 본 측정장치의 정확성과 폭 넓은 적용성 및 측정에 있어서의 안정성을 검증한다.

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