이 연구의 목적은 풍압적분법의 유효성을 검증하는 것이다. 기존의 풍하중 산정은 풍력실험을 통해 얻어진 시계열 풍력데이터에 대해 스펙트럼모드해석법을 수행하여 평가하는 방법에 주로 의존하였다. 이 방법은 건축물의 진동모드로 선형모드를 사용하기 때문에 비정형적인 건축물의 풍하중해석이나 다자유도해석에는 한계가 있다. 풍압적분법은 다자유도해석 및 비정형적인 건축물의 풍하중을 보다 정확히 산정할 수 있는 방법이다. 본 연구에서는 풍압적분법에 의해 평가한 풍하중과 풍력실험결과에 의해 평가한 풍하중을 비교하였다. 그 결과 두 방법에 의해 평가한 풍하중은 매우 유사한 것으로 나타났다. 풍압적분법은 복잡한 형상을 가진 건축물에 대한 풍하중을 평가할 경우 풍력실험을 대체할 수 있다는 유효한 수단으로 사용할 수 있다.

이 연구는 풍동실험을 통하여 건축물의 외장재에 작용하는 풍압을 측정하여 피크팩터와 피크외압계수의 특성을 규명한 것이다. 각각의 풍압공에서 측정된 풍압시계열 데이터로부터 산정된 피크외압계수와 정상확률과정에서 얻은 피크팩터를 이용한 피크외압계수를 비교하였다. 풍동실험은 금오공과대학교 소재 토출식 경계층 풍동에서 실시하였다. 본 연구를 위하여 실험모형은 변장비를 1로 고정시키고 형상비를 2, 4, 6으로 변화시킨 3개의 모형을 대상으로 실험을 실시하였다.

본 연구에서는 풍력발전기 허브의 구조적 안정성을 확보하기 위하여 국가바람지도를 이용한 극한풍속을 추정하였다. 대상지역은 우리나라 풍력발전 주요지역인 15개 지역을 선정하였고 수치기상자료(2005년~2007년)의 시계열 풍속으로부터 일최대풍속과 월최대풍속을 추출하여 평가시간을 환산하였다. 수치기상자료의 신뢰성을 판단하기 위해 풍황측정자료와 비교하였고 극치분포해석의 확률분포모델은 Gumbel분포 및 Weibull분포를 통해 극한풍속을 추정하였다. 본 연구의 결과로부터 극한풍속을 추정함에 있어 월최대풍속자료를 사용하는 것이 적합한 것으로 판단된다.

지붕경사각에 따른 박공형 저층건축물의 외압계수 분포특징을 알아보기 위하여 풍동실험을 실시하였다. 본 연구를 위하여 서로 다른 경사각을 가지는 7개의 모형을 제작하였으며, 풍동실험은 금오공과대학교 소재 토출식 경계층 풍동에서 실시하였다. 경사각 변화에 따른 박공지붕형 저층건축물의 외압계수 분포특징을 알아보기 위하여 용마루 직각방향과 용마루 평행방향에 대하여 분석하였다.

이 연구는 고층건축물이 풍하중을 받을 때 변장비의 변화에 따라 구조축방향으로 풍응답이 어떻게 배분되어 가는지를 규명한 것이다. 변장비가 다른 3종류의 장방형 강체모형을 경계층 풍동 내에 설치하여 풍력실험을 수행하였다. 풍력실험으로부터 얻어진 변동모우멘트계수와 변동모우멘트의 파워스펙트럼밀도를 사용하여 스펙트럼모드해석법에 의하여 고층건축물의 응답을 평가하였고, X축방향의 풍응답과 Y방향의 풍응답을 비교하고 그 차이점을 분석하였다. 결과로부터 대상 고층건축물의 경우 모든 변장비에서 Y방향의 동적인 응답이 X방향 보다 큰 것을 알 수 있었다.

CFD를 이용한 풍압계수 시뮬레이션은 유익한 도구로 수행되었다. 실제 프로젝트를 통해 건물 외벽의 풍압력 분포와 풍력계수에 관한 수치적 예측과 적용을 제시하였다. 건물 주변의 풍영향과 내풍설계에 있어서 풍압력 평가는 건물 외벽에 중요하다. 이 논문에서는 건물 외벽의 풍압력 분포와 건물 주변의 기류의 흐름 패턴에 대해서 수치해석을 하였으며 건물 설계과정에서의 수치해석의 적용성을 확인하였다. Quick spatial discretization scheme의 네이어스 톡스 해석과 RNG k-난류 모델을 이용한 3차원 수치해석을 적용하였다.

공업용 건물은 일반적으로 다중 박공지붕의 형태로 많이 건설된다. 본 연구는 독립 및 다중 박공지붕형 저층 건물의 풍하중을 산정하기 위해 풍동실험을 수행하여 비교하였다. 독립 박공형 저층건물은 길이 200m, 스팬방향 폭 32m, 지붕면 평균높이 15.7m로 장스팬 저층건물이며, 다중 박공지붕형 건물은 5개의 지붕이 연결된 대규모 저층건물에 해당한다. 풍동실험을 통해 독립 및 다중 박공지붕형 건물의 최대 가스트 외압계수와 외장재 설계용 풍하중을 산정 하여 비교하였으며, 그 결과 지붕면 모서리와 모퉁이 부분에서 계수 값이 증가하여 나타났다. 또한 실험결과를 KBCS 2005와 비교하였다. 비교 결과를 보면 풍하중 기준보다 풍동실험을 통한 결과가 다소 크게 나타났다.

최근 이상기후에 기인한 강풍 또는 태풍으로 인하여 도로표지판의 피해가 심각해지면서 풍하중의 영향을 크게 받는 도로표지판에 대한 내풍설계기준을 검토하여 내풍성능을 개선시킬 필요성이 대두되고 있다. 본 연구에서는 풍동실험에 의하여 평가한 풍하중과 내풍설계기준(도로표지규칙)에 의한 풍하중을 비교분석하였다. 풍동실험은 5종류의 도로표지판(도로표지판의 크기가 틀린 3종류와 구조가 틀린 2종류)에 대한 풍력실험을 난류경계층에서 실시하였고, 풍력실험으로부터 얻은 풍력계수 및 전도모멘트계수를 이용하여 도로표지판에 가해지는 풍하중을 평가하였다. 검토결과 풍하중에 대한 내풍안전성을 확보를 위하해서는 현재의 내풍설계기준을 개선할 필요가 있음이 확인되었다.

본 논문은 고층건축물의 비틀림방향 응답을 평가하기 위하여 필요한 변동비틀림모멘트계수와 변동비틀림모멘트의 파워스펙트럼밀도계수의 경험식을 제안한 연구이다. 이러한 경험식을 제안하기 위하여, 다양한 형상비와 변장비를 가진 27개의 각주형 모형을 제작한 후 노풍도을 다양하게 변화시켜 풍력실험 을 실시하였다. 본 논문에서 비틀림방향 변동풍력의 경험식은 주로 건물의 노풍도와 형상비 그리고 변장비에 의하여 분석되어졌다.

본 연구는 고층건축물의 비틀림방향 응답을 평가하기 위하여 필요한 변동비틀림모멘트계수와 변동비틀림모멘트의 파워스펙트럼밀도의 특성을 확인하는데 목적이 있다. 이러한 특성들을 평가하기 위하여, 다양한 형상비와 변장비를 가진 52개 형상의 공탄성 각주형 모형을 제작한 후 노풍도를 다양하게 변화시켜 풍동실험을 실시하였다. 본 논문에서는 비틀림방향의 변동풍력의 특성을 간단히 설명하였다. 그리 고 그 결과는 대부분 건물의 형상비와 변장비에 의하여 분석되었다.

본 연구에서는 주요 각국 사용성 평가기준을 검토하여 건축물의 사용성 평가를 위한 합리적인 접근방법을 고찰하였다. 그리고 우리나라 인천지역의 풍기후 특징을 분석하여 우리나라에 적합한 사용성 평가방법을 제시하였다. 건축물의 사용성을 합리적으로 평가하기 위해서 가장 중요한 사항은 사용성을 위한 평가시간과 재현기간의 결정이다. 본 연구의 결과로부터 인천의 풍기후에 적합한 사용성 평가방법은 평가시간을 10분, 재현기간을 1년으로 결정하는 것이 바람직한 것으로 나타났다. 본 연구의 결과는 향후 우리나라 사용성 평가기준의 제정에 기초적인 자료로 사용될 것으로 판단된다.