이 연구는 프리폼 구조(free form)를 설계하기 위한 기반기술을 확보하기 위해서 수행하였다.

연속체 구조물은 곡면을 조절하기 위해서 CAGD가 도입된 바 있다. 그러나 1차원 요소를 사용하는 공간구조물은 상대적으로 이와 관련한 기반기술의 개발과 보유가 미흡하였다.

따라서 먼저 자유곡면(free-form surface)을 가지는 공간구조를 생성하기 위해서 CAGD(Computer aided geometric design)를 도입하였다.

특히 CAGD를 이용하여 모델링된 자유곡면에 상응하는 2개의 층을 가지는 공간구조를 자동으로 생성하는 기법의 개발에 초점을 맞추었다.

이를 위하여 모델링 도구를 이용하여 생성한 자유곡면 데이터를 이용하였다. 이 프로젝트에서는 최근 다양한 분야에서 사용되는 Rhino를 이용하여 원하는 자유곡면을 형성하였다.

이렇게 생성된 자유곡면은 Rhino의 모델링 환경내에서 직접 수정할 수 있다. 그러나 현재로써는 이렇게 형성된 자유곡면 자체만으로는 구조적 의미가 결여되어 있다. 즉 곡면의 수정으로 인해 발생하는 구조 성능의 변화에 대한 확인이 어렵다. 따라서 구조엔지니어가 해석도구를 이용하여 각 케이스별로 안전성을 점검하게 된다.

이 프로젝트에서는 Rhino로 형성된 자유곡면을 CAGD의 수학적 정의로 변환하는 과정을 포함하고 있다. 따라서 구조해석과 최적화를 통하여 자유곡면에 상응하는 공간구조의 안전성과 경제성을 직접 확인할 수 있게 하였다. 이때 CAGD의 정의에 대한 컴퓨터 코드를 직접개발하여 이용하였다.

이 연구에서 가장 중요한 부분은 공간구조의 최적설계에 적용할 자유곡면 형태를 가지는 공간구조 자동생성기를 확보하는데 있다. 자유곡면 공간구조 생성기는 주어진 제약조건을 만족하는 공간구조물의 형태설계하는데 이용될 수 있다.

이 프로젝트를 통해서 자유곡면 형태를 가지는 공간구조에 대한 적용기술이 확보되었으며 특히 새로운 형태의 공간구조를 효율적으로 설계하기 위한 기반기술확보되었다.

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