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풍력타워구조물은 80m 높이의 풍력타워가 일반적이며 대부분 강재 튜브형식을 사용해 왔으나, 이 형식을 고수한 채로 100m 이상 높이의 타워를 건설할 경우 강중이 기하급수적으로 증가하고 거대한 단면으로 인해 운송 및 시공에도 제약이 따른다. 이에 유럽 및 미국 등 선진 국외에서도 대형 풍력타워의 요구직경을 충족시키면서도 운송이 용이하게 하는 조립식 풍력타워에 대한 필요성이 제기된 바 있으며, 이에 모듈러 공법이 대두되고 있다. 이때 모듈러 타워는 강재 후판을 절곡하는 방식을 통해서 다각모듈을 형성하여 제작성을 높여 조립 및 시공에 용이하게 하고 특히 모듈간 이음패널의 본체 판에 대한 보강재 효과로 인해 단면 성능이 최대한 발휘되도록 한다. 하지만, 둥근 모서리의 다각형 단면 형상을 갖으며 둘레방향으로 조립식 단면을 구성하는 구조의 공칭압축강도에 관한 지침이나 연구가 미비한 형편이다.
이에 본 논문은 이음패널을 이용해서 종방향으로 보강된 다각형 단면 타워모듈의 압축강도를 3차원 유한요소해석으로 평가하고, 유로코드를 응용해서 산정한 공칭강도와 비교하였다. 이음패널의 길이 및 판두께 등 주요 영향 파라미터에 따른 극한강도의 변화를 분석하여 적정 내하력 산정방식과 이음패널의 적정 강성에 대해 살펴보았다. 이로부터 다각 모듈 타워의 3차원 유한요소 해석결과는 유로코드를 기초로 한 공칭강도 보다 상당히 큰 것으로 밝혀졌다. 따라서 설계 강도식은 다각 모듈 설계에 활용 될 것이라 생각 되며, 추후 다각모듈의 성능을 좀 더 적절히 이용하기 위한 연구가 필요하다.
원문구축 및 2018년 이후 자료는 524호에서 직접 열람하십시요.
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