표제지
목차
Abstract 12
제1장 서론 14
1.1. 연구 배경 및 목적 14
1.2. 연구 동향 16
1.2.1. 풍동실험에 의한 건물의 응답 및 설계하중의 산정 16
1.2.2. 지표조도에 의한 보정계수 18
1.3. 연구 내용 및 방법 20
제2장 현장 단기 관측 23
2.1. 계측 방법 23
2.2. 고유진동 특성 분석 25
2.2.1. 고유진동수 추정 25
2.2.2. 구조해석과의 비교 26
2.3. 감쇠비 추출 27
제3장 풍동실험 29
3.1. 실험시설 및 방법 29
3.1.1. 풍동장치 29
3.1.2. 경계층 기류 30
3.2. 공탄성 모형 실험 34
3.2.1. 실험모형 34
3.2.2. 모형의 구조적 특성 36
3.2.3. 실험조건 36
3.2.4. 실험결과 37
3.3. 풍력실험 42
3.3.1. 실험모형 42
3.3.2. 실험조건 46
3.3.3. 실험결과 49
제4장 세계 주요 풍하중 기준 비교 53
4.1. 기본풍속 54
4.2. 고도분포 계수 57
4.2.1. KBC2009 58
4.2.2. ASCE7-10 59
4.2.3. EUROCODE2010 60
4.2.4. AIJ2004 62
4.2.5. 결과 비교 63
4.3. 가스트 영향계수 68
4.3.1. KBC2009 68
4.3.2. ASCE7-10 72
4.3.3. EUROCODE 75
4.3.4. AIJ2004 79
4.3.5. 결과비교 82
4.4. 풍하중 85
4.4.1. KBC2009 86
4.4.2. ASCE7-10 89
4.4.3. EUROCODE 91
4.4.4. AIJ2004 95
4.4.5. 결과비교 98
4.5. 구조해석을 통한 풍하중 비교 107
제5장 결론 111
Reference 113
Appendices 119
Appendix A. KBC-2009 119
Appendix B. ASCE7-10 124
Appendix C. EUROCODE-2010 129
Appendix D. AIJ-2004 134
Table 1.1. 각국의 기준 20
Table 1.2. 지표조도 구분 21
Table 1.3. 100년 재현기간에 대한 지역별 기본풍속, V0[이미지참조] 22
Table 2.1. 현장 계측 고유진동수 26
Table 2.2. 고유진동수 비교 26
Table 3.1. 대형풍동 주요제원 30
Table 3.2. 풍속연직분포 및 난류강도 33
Table 3.3. 모형의 동적특성 36
Table 3.4. 설계풍속에 따른 감쇠비별 응답변위 비교 38
Table 3.5. 풍력실험 실험조건 48
Table 3.6. 풍속에 따른 풍력실험 측정 결과 50
Table 3.7. 설계풍속에 따른 밑면 전단력 및 전도모멘트 52
Table 4.1. 각국의 기본 풍속 비교 55
Table 4.2. 풍속고도분포계수 Kzr[이미지참조] 58
Table 4.3. 지표면조도구분에 따른 Zb, Zg, α[이미지참조] 58
Table 4.4. The velocity pressure exposure coefficient Kz[이미지참조] 59
Table 4.5. Terrain Exposure Constants 60
Table 4.6. The roughness factor cr(z)[이미지참조] 60
Table 4.7. Terrain category and terrain parameters 61
Table 4.8. 지표면조도구분에 따른 Zb, ZG, α[이미지참조] 63
Table 4.9. 각국의 고도분포계수 비교 64
Table 4.10. 구조형식에 따른 구조대수감소δs[이미지참조] 78
Table 4.11. Peak factor for resonant and background response 83
Table 4.12. Gust loading factor, GLF 결과 비교 83
Table 4.13. 각 국의 가스트영향계수 비교 84
Table 4.14. 굴뚝, 탱크 및 기타 유사 구조물의 풍력계수 Cf[이미지참조] 87
Table 4.15. Wind Directionally Factor, Kd[이미지참조] 90
Table 4.16. 각국 풍하중 산정 비교 98
Table 4.17. 강체 풍력실험 결과 및 각 국의 설계기준 산정 결과 비교 99
Table 4.18. 유연체로 보정한 풍력실험 결과 및 설계기준 결과 비교 100
Table 4.19. 구조해석 최대변위 및 공력진동실험 최대변위 비교 107
Table A.1. KBC-2009 풍하중 산정 119
Table B.1. ASCE7-10 풍하중 산정 124
Table C.1. EUROCODE-2010 풍하중 산정 129
Table D.1. AIJ-2004 풍하중 산정 134
Figure 2.1. 현장 계측에 사용한 가속도계(PCB PIEZOTRONICS 393B04) 23
Figure 2.2. 계측 현장 전경 (부산타워 전망대 지붕 외부) 24
Figure 2.3. 가속도계 설치 및 측정 장비 24
Figure 2.4. 남-북 방향 시간이력 가속도 데이터 및 고유진동수 25
Figure 2.5. 동-서 방향 시간이력 가속도 데이터 및 고유진동수 25
Figure 2.6. ANSYS를 이용한 구조해석 모델링 27
Figure 2.7. FDD방법을 적용한 1차 모드의 감쇠비 추정 결과 28
Figure 3.1. 전북대학교 대형풍동 29
Figure 3.2. 풍동내 풍속의 연직분포 및 난류강도 31
Figure 3.3. 조도블록 및 스파이어 32
Figure 3.4. 공탄성 모형 35
Figure 3.5. LED 센서 Target 위치 35
Figure 3.6. 기류직각방향 정적변위 39
Figure 3.7. 기류직각방향 동적변위 39
Figure 3.8. 기류직각방향 RMS변위 40
Figure 3.9. 기류방향 정적변위 40
Figure 3.10. 기류방향 동적변위 41
Figure 3.11. 기류방향 RMS변위 41
Figure 3.12. 전망대 상세 축소모형 43
Figure 3.13. 풍동 유로내에 설치된 전망대 상세 축소모형 44
Figure 3.14. 풍동 유로내에 설치된 풍력실험 모형 45
Figure 3.15. 실험 조건 47
Figure 3.16. 레이놀즈수 영향 평가 실험 47
Figure 3.17. 풍향 조건에 따른 drag coefficient(CD)[이미지참조] 49
Figure 3.18. 풍향 조건에 따른 side force coefficient(CS)[이미지참조] 50
Figure 3.19. 풍력실험 풍속별 밑면 전단력 결과 51
Figure 3.20. 풍력실험 풍속별 전도모멘트 결과 51
Figure 4.1. Durst Curve 56
Figure 4.2. Tropical Cyclone Durst Curve 56
Figure 4.3. KBC2009 고도분포계수 65
Figure 4.4. ASCE7-10 고도분포계수 65
Figure 4.5. EUROCODE 고도분포계수 66
Figure 4.6. AIJ2004 고도분포계수 66
Figure 4.7. 각국의 고도분포계수 비교 67
Figure 4.8. Indicative values of the end-effect factor φλ as a function of solidity...[이미지참조] 93
Figure 4.9. Force coefficient cf,0 for circular cylinders without free-end flow and...[이미지참조] 94
Figure 4.10. 전단력 설계기준결과와 풍력실험결과 비교 101
Figure 4.11. 전도모멘트 설계기준결과와 풍력실험결과 비교 101
Figure 4.12. KBC2009 전단력(KN) 102
Figure 4.13. KBC2009 전도모멘트(MN-m) 102
Figure 4.14. ASCE7-10 전단력(KN) 103
Figure 4.15. ASCE7-10 전도모멘트(MN-m) 103
Figure 4.16. EUROCODE 전단력(KN) 104
Figure 4.17. EUROCODE 전도모멘트(MN-m) 104
Figure 4.18. AIJ2004 전단력(KN) 105
Figure 4.19. AIJ2004 전도모멘트(MN-m) 105
Figure 4.20. 각국의 전단력 비교 106
Figure 4.21. 각국의 전도모멘트 비교 106
Figure 4.22. 각 설계기준과 풍동실험에서 구한 최대 변위 비교 108
Figure 4.23. ANSYS구조해석 KBC2009 최대변위 109
Figure 4.24. ANSYS구조해석 ASCE7-10 최대변위 109
Figure 4.25. ANSYS구조해석 EUROCODE 최대변위 110
Figure 4.26. ANSYS구조해석 AIJ2004 최대변위 110