6각형 단면쉘 모듈러 풍력타워의 국부좌굴강도

• 영문명: Local Buckling Strength of Modular Hexagon-section Shell Wind-Turbine Towers
• 발행기관: 한국방재학회
• 저자명: 최병호 박성미 황민오 Choi, Byung Ho Park, Seong Mi Hwang, Min-Oh
• 간행물 정보: 『2. 한국방재학회 논문집』13권1호, 81~88쪽, 전체 8쪽
• 주제분류: 공학 > 기타공학
• 파일형태: PDF
• 발행일자: 2013.02.28

국문 초록

최근 풍력타워구조가 대형화 되어가면서 단면효율성을 높이고 제작, 운반, 가설 과정에서도 경제성 향상을 도모하고자 모듈화된 다각형 쉘구조의 적용 필요성이 대두되고 있다. 본 논문에서는 6각형 단면 쉘 기둥을 6개의 단위모듈부재로 구성하는 6-모듈방식과 이보다 규모가 큰 3개의 단위모듈부재로써 구성한 3-모듈방식 등 두 가지 모듈러 제작방식에 대해 해석적으로 검토하였다. 이러한 신개념의 모듈화 제작방식에 따라 달라지는 초기상태를 고려하여 6각형 단면 쉘 기둥의 국부좌굴강도를 해석적으로 평가하였다. 다각형 쉘 기둥의 서브패널과 유사한 평판구조의 국부좌굴강도를 제시하고 있는 DIN 및 AASHTO LRFD 설계기준 외에 기존 연구자들의 제안식들과 해석결과를 통계적으로 비교하였다. 이를 통해 다각형 단면 쉘 기둥구조의 국부좌굴강도 해석결과과 비교적 잘 부합되는 제안식이 파악되었다. 하지만, 본 논문에서 제시된 모듈러 방식 다각형 쉘 타워구조에 관한 국부좌굴 기준강도식이 온전히 정립되려면, 향후 초기불완전성 모형에 대한 실험적 평가가 보완되어야 한다.

영문 초록

Since dimensions and height of wind-turbine towers keep growing, new modular construction methods using polygonal-section shell columns are strongly required in order to enhance the economical construction during fabrication, transportation and erection of those. This study examines the local buckling strength of newly proposed 3-module type and 6-module type hexagon-section shell towers by using the finite element method. Initial imperfections due to newly proposed fabrication processes were considered for numerical evaluation of local buckling strenngth of hexagonal section modular towers. The strength equations suggested by AASHTO LRFD, DIN codes and previous research results were compared with the analytically evaluated strengths from this study. From the comparative study, it could be identified that design equations show statistically better correlation with the analysis results. Experimental studies to verify initial imperfections existed in the modular hexagonal-section shell towers are required for future study.

키워드

다각형 단면 국부좌굴강도 비선형해석 잔류응력 종방향보강재 모듈 제작방식 풍력타워구조 Polygon section Local buckling Longitudinal stiffener Modular structures Nonlinear analysis Wind-turbine towers