단동 비닐하우스의 3차원 구조 설계 및 안전성 평가 시스템 개발 = A Development of 3-D Structural Design and Safety Evaluation System for Single-Span Plastic Greenhouse

국문 초록 (Abstract)

이 연구는 비닐하우스의 3차원 구조 모델링과 해석 및 분석, 그리고 안전성 시뮬레이션을 통해서 설계의 자동화와 최적화 그리고 구조 안전성 평가를 지원하는 시스템을 개발하는데 목적이 있다. 이를 위해서 구조물 모델링에서부터 구조해석 및 안전성 시뮬레이션 분석까지 전 과정을 일괄적으로 간편하게 처리할 수 있는 프로그램 “GHModeler”를 개발하였다. 이 프로그램은 구조해석에 관한 전문지식과 모델링의 경험이 없는 사용자도 쉽게 접근하여 활용할 수 있도록 하였다. 사용자가 소유하고 있는 비닐하우스 등 임의로 정의한 비닐하우스에 대한 정보를 입력하면 구조 해석 및 안전성 평가가 가능하다. 세부적인 기능으로서 구조설계 기준은 허용응력 설계법과 한계상태 설계법을 선택할 수 있으며 이를 위해서 탄성해석과 탄소성해석을 각각 사용하여 구조해석을 실행하도록 프로그램을 구성하였다. 구조 안전성 시뮬레이션은 서까래의 간격과 단면 제원을 설계 변수로 설정하여, 조합 가능한 설계 변수별로 구조물의 안전도를 산정하고 정리하는 과정을 자동으로 실행한다. 이를 통해서 사용자는 시공 예정 지역과 비닐하우스의 폭, 높이, 길이 등 기초 정보를 입력하여 해당 지역의 설계기준(풍속, 적설심)에 적합한 다양한 비닐하우스 규격 정보를 얻어 비닐하우스 설계를 위한 의사결정의 지표로 활용할 수 있도록 하였다. 또한 하중의 방향을 임의로 설정할 수 있도록 하여 가력 방향이 구조물의 거동에 어떠한 영향을 미치는지를 분석할 수 있도록 하였으며 풍하중의 방향이 비닐하우스의 구조 안전성에 미치는 영향을 검토하였다.