[건축][기하] 50가지 세특 주제와 예시

소개

"[건축][기하] 50가지 세특 주제와 예시"에 대한 내용입니다.

목차

없음

본문내용

1. 아치 구조의 기하학적 원리와 하중 분산

교과
(수학)
과목
(기하)

『세부 능력 및 특기 사항』
아치 구조가 고대부터 현대까지 다양한 건축물에 활용되는 이유가 궁금하여, 아치의 기하학적 원리와 하중 분산 방식에 대해 탐구함. 아치 구조의 형태별 차이(반원형, 뾰족형, 타원형 등)를 조사하고, 각 구조가 하중을 어떻게 분산시키는지를 수학적으로 분석함. 아치의 중심각과 반지름에 따라 하중이 기둥으로 전달되는 경로가 달라지는 점에 주목함. 이를 시각적으로 표현하기 위해 종이와 실을 이용한 간단한 모형을 제작하고, 하중을 가했을 때의 변형을 관찰함. 탐구 결과를 바탕으로 ‘아치 구조의 수학적 원리와 건축적 응용’이라는 주제로 발표를 진행하였으며, 발표 후에는 아치 구조가 현대 교량 설계에 어떻게 적용되는지에 대해 토론함. 심화 탐구로는 아치 구조의 수학적 모델링을 통해 하중 분산을 벡터로 표현하고, 이를 CAD 프로그램을 활용해 시뮬레이션함.

2. 돔 구조의 곡면 기하와 응력 해석

교과
(수학)
과목
(기하)

『세부 능력 및 특기 사항』
곡면 구조물 중 돔이 가장 아름답고 안정적인 형태라는 점에 흥미를 느껴, 돔 구조의 곡면 기하와 응력 해석에 대해 탐구함. 구면 기하의 기본 개념을 학습하고, 돔 구조가 곡률을 이용해 하중을 분산시키는 원리를 조사함. 반구형 돔과 타원형 돔의 곡률 차이에 따른 응력 분포를 비교하고, 이를 시각적으로 표현하기 위해 3D 프린터로 간단한 돔 모형을 제작함. 다양한 위치에 하중을 가해 응력의 흐름을 관찰하고, 구조적 안정성을 분석함. 탐구 결과를 바탕으로 ‘곡면 기하를 활용한 돔 구조의 응력 분산’이라는 주제로 발표를 진행하였으며, 발표 후에는 돔 구조가 지진에 얼마나 강한지를 중심으로 토론함. 심화 탐구로는 곡면의 가우스 곡률과 평균 곡률을 계산하여 돔의 안정성을 수학적으로 분석하고, 실제 건축물 사례를 통해 곡면 기하가 건축 설계에 어떻게 적용되는지를 탐구함.

3. 삼각형 구조가 건축물에 주는 안정성

교과
(수학)
과목
(기하)

『세부 능력 및 특기 사항』
건축물에서 삼각형이 반복적으로 사용되는 이유가 궁금하여, 삼각형 구조가 건축물에 주는 안정성에 대해 탐구함. 삼각형의 고정성과 변형 저항성에 대해 기하학적으로 분석하고, 사각형과 비교하여 구조적 차이를 도식화함. 이를 실험적으로 확인하기 위해 나무 막대를 이용해 삼각형과 사각형 구조물을 제작하고, 외부 힘을 가했을 때의 변형 정도를 측정함. 탐구 결과를 바탕으로 ‘삼각형 구조의 기하학적 안정성과 건축적 응용’이라는 주제로 발표를 진행하였으며, 발표 후에는 삼각형 구조가 고층 건물이나 교량에 어떻게 적용되는지를 중심으로 토론함. 심화 탐구로는 삼각형의 내각과 외각, 중심점의 위치가 구조적 안정성에 미치는 영향을 수학적으로 분석하고, 이를 바탕으로 트러스 구조의 기본 단위를 설계함.

참고자료

· 없음