3D 프린터를 이용한 텐세그리티 구조 제작

20면체 텐세그리티 구조물 제작 동영상을 만들어 2013년 2월 유튜브에 올려놓은 적이 있다. 세명의 제자와 함께 제작한 것인데 오늘 확인해 보니 조회횟수가 20,085이다. 평균적으로 하루에 10번이상의 조회가 이루어진 것으로 나타났다. 구조연구실이 구조혁신센터를 부설로 운영하기로 결정하였다. 최근에는 3D프린터를 구입하고 이용하고 있다. 이번에 20면체 텐세그리티 구조물의 제작과정에 조금의 변화를 주기로 했다. 구조물에 사용될 부품을 제작하는 과정에 3D프린터를 이용하기로 […]

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콘크리트 재료모델에 대한 연구

새로운 밀레니엄이 시작되기 전 마지막 여름,  A는 영구귀국을 하였다. 보스의 요구로 인해서 6개월이라는 다소 긴 프로젝트 인수인계 기간을 가졌고 조금은 지친상태였다. 평온하던 영국과는 달리 IMF중이던 한국의 분위기는 좋지 않았다. 지금도 인상적인 것이 연구원 본관 출입구에 텐트가 설치되어 있었고 노조원들이 그 텐트를 이용하고 있었다. 귀국했다는 사실을 실감하였다. 지금 돌이켜 생각해 보면, 그 당시 A의 젊음이란 “미숙과 […]

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자유곡면 공간구조 생성

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 […]

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공간구조 부재크기 자동선정

전라북도 무주군 설천면 무설로 1482에 위치한 태권도 경기장의 지붕 구조설계를 최적화한 결과이다. 참고로 이 경기장은 세계에서 규모가 제일 큰 단일 태권도 경기장이며 연면적 18,107 m2, 지하 2층, 지상 4층 규모의 건물이다. 부재수가 많은 비정형 공간구조물에 대한 초기단면을 가정하는 것은 경험이 많은 엔지니어도 힘든 부분이다. 이 프로젝트를 통하여 구조엔지니어가 설계한 부재의 패턴을 검토하고 최적설계기법을 이용하며 최상의 […]

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건축구조물의 3D 프린팅

1994년 겨울 A는 영국유학길에 올랐다. 하나만 보고 달리는 나이였다. 그래서인지 두려운 것도 무서운 것도 없었다. 하나만 보고 달리면 그 하나 이외에는 아무것도 보이지 않기 때문이다. 곡면을 최적화하는 일을 시작하면서 A는 RP(Rapid Prototyping)에 대해서 알게 된다. 그 당시에도 신발 회사에서 mock-up을 만들때 3D 프린터를 사용하고 있었다. 곡면의 정의를 개발하는 일련의 그룹이 존재한다는 사실도 알게 되었고 기하학적인 […]

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격납건물 텐돈 모델링

원전 격납건물은 사고로 인해서 급격히 증가하는 내압에 충분히 견딜 수 있어야 한다. 격납건물이 내압에 효율적으로 저항하기 위해서 격납건물에 텐돈(tendon)을 설치하여 프리스트레싱 가한다. 격납건물 아래부분과 윗부분이 원통쉘과 반구형쉘로 설계된 것은 내압에 효율적으로 저항하기 때문이다. 이때 텐돈의 배치 패턴은 격납건물의 형태와 밀접한 관계를 가진다. 아래 그림과 같이 격납건물이 대칭이고 개구부를 고려하지 않으면 구조해석시에 텐돈은 대칭으로 배치되었다고 가정한다. 격납건물의 해석에 유한요소법을 이용하면  1차원, […]

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텐세그리티 구조 형상탐색

A는 영국 케임브리지(Cambridge)대학에서 Visiting Scholar의 자격으로 1년동안 연구년제를 보냈다. 2009년 가을은 그렇게 시작되었다. 케임브리지의 생활은 A의 삶에 작은 변화를 가져다 주었다. 1989년 연속체 쉘에서 시작한 A의 연구는 삼차원의 공간에서 1차원의 압축과 인장의 조합으로 나타나는 텐세그리티 구조로 이어지게 되었다. 케임브리지의 겨울은 혹독했다. 박사과정을 하던 스완지의 겨울은 인접한 대서양의 영향으로 늘 포근했다. 그러나 케임브리지는 스완지와는 달랐다. A에게 다소 힘들고 […]

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