기계종합설계 텐세그리티 구조 보고서

본 연구는 풍동해석, 응력해석 등을 모두 고려하여 현재 개선을 필요로 하는 제품에 더 나은 설계를 하는 것을 목표로 하였다. 주제 선정은 최근 산불에 대한 피해가 심해졌다는 뉴스를 자주 접하여서, 자연재해로 인한 피해에 대하여 공학적인 개선을 목표로 정하였다. 공학적 해석을 적용하여 개선할 수 있는 것이 무엇이 있을지 생각을 하다가, 비닐하우스 개선을 목표로 정하게 되었다.

비닐하우스는 적은 비용으로 간단하게 설치하여 사용할 수 있고, 사계절 온도에 영향을 받지 않고 농작물 재배가 가능하다는 장점이 있어 농가에서 많이 사용되고 있는데, 이상기후나 폭설, 자연재해 등에 의해 피해가 해마다 늘어나 비닐하우스가 파손되어 농작물 재배에 막대한 피해가 증가하고 있다는 기사를 접하였다. 비닐하우스의 파손의 대표적인 예로는 비닐하우스를 지지하는 지지대의 처짐에 의한 파손, 바닥 고정부의 취약함으로 인한 파손 등에 의한 붕괴가 있었다.

이러한 문제점을 인지하여 비닐하우스의 파손, 붕괴를 최소화하여 농가에 발생하는 피해를 줄이기 위해 공학적으로 해결할 수 있는 방법이 무엇일지 생각해보았고, 기존 비닐하우스의 구조를 획기적으로 바꾸어 경제성, 안전성 등을 개선하는 것을 목표로 하게 되었다. 기존의 비닐하우스 구조 강화 방법으로는, 부재를 덧대거나 부재 자체의 강성을 올리는 등의 방법이 많이 사용되었는데, 이 방법은 경제성 개선에 적합하지 않다고 판단하였다. 따라서 이러한 방법 대신 전체적인 비닐하우스의 구조 변경을 통한 개선을 하고자 하였고, 따라서 건축 기법의 한 종류인 텐세그리티 구조를 활용하기로 결정하였다.

텐세그리티 구조는 아름다우면서도 안정적인 건축 기법이고, 설계에 필요한 부재의 양이 많지 않아 안정성과 경제성 측면에서 모두 뛰어나다고 판단하였다. 텐세그리티 구조는 부재왿� 케이블의 압축력과 인장력을 이용해 서로 밀고 당기는 원리를 통해 구조체의 진동과 하중을 유연하게 잡아주어 안정적으로 유지할 수 있다는 장점이 있다.