해양 가이드 타워를 대상으로 하여 지진하중에 대한 심해용 구조물의 비정상 거동해법에 대하여 연구하였다. 지반운동의 비정상 특성을 정상과정 성분에 시간포락함수가 곱해진 형태로 모형화하였으며, 구조물의 비정상 거동은 시간종속 분산함수로 구하였다. 지진의 시간포락함수와 정상과정 성분의 자기상관함수를 지수함수로 수식화하여 나타냄으로써, 구조물 거동의 시간종속 분산값을 해석적인 방법으로 구할 수 있는 기법을 개발하였다. 시간에 따른 거동의 분산값을 기본자료로 하여 지진의 발생기간 동안 예상되는 최대거동을 구하였으며, 이 값을 구조물 거동을 정상과정으로 가정하여 산정한 결과와 비교 분석하였다.

해양가이드-타워에 관하여 폭풍 발생시, 계류장치 고정말뚝의 파괴를 주안점으로 한 신뢰도해석 방법에 대하여 연구하였다. 말뚝의 파괴는 최대하중에 대한 것과 반복하중에 대한 것의 두가지 조건을 고려하였다. 최대하중으로 인한 파괴확률은 최초발생확률의 산정방법을 사용하였다. 반면, 반복하중으로 인한 파괴확률은 점토층에 타설된 말뚝에 대한 피로곡선을 바탕으로하여 구하였다. 불규칙파랑에 대한 구조물의 동적해석은 비선형문제의 선형화를 통한 주파수영역 해석으로부터 효율적으로 수행되었다. 수치해석결과, 말뚝지지력의 평균 안전도가 낮고 이의 분산계수가 클수록, 반복하중으로 인한 파괴확률이 최대하중으로 인한 파괴확률과 같은 수준으로 커짐을 알 수 있었다.

This study examined the validity of the level of the earthquake load defined in the Korea specification for the tower crane which utilized the equivalent static load. The specification on the structure and performance of tower crane defined that the earthquake load should be considered as a horizontal load corresponding to 15 % of a crane self weight. However, this definition did not reflect the vibration characteristic including frequencies of the tower crane. Thus, it is necessary to carry out a study on the earthquake behavior of tower cranes that reflected the dynamic characteristic of earthquake loads and tower cranes. it was thought that the level of earthquake load defined in equivalent static analysis for the tower crane did not reflect the structural behavior of the tower crane correctly by overestimating the response from tower crane.

An ICH RC (internally confined hollow reinforced concrete) tower for supporting 5.0MW wind turbine was developed and its standard sections were designed. It was found that ICH RC wind tower is satisfied with maximum 200% bigger moment which is required for pre-existing steel tower. Also, the results from the FAST showed that 5.0MW turbine can be normally operated with the ICH RC tower.

A standard design section of a FRP DSCT wind power tower supporting 3MW was suggested and designed through AutoDSCT and CoWiTA programs. The thicknesses of the FRP tubes were optimized and by using the parameters of designed tower, the performance of the new type wind tower was evaluated via FAST program.

In this present study to investigate the seismic response of an offshore wind turbine, incorporating with bottom fixed Jacket support structure using semi-coupled analysis method. Fully coupled, aero-servo-hydro-elastic simulations and uncoupled seismic simulation have been done to carry out this investigation. The fully coupled simulation is accomplished and executed by FAST 8 (NREL, USA) to determine the global loads, which consists of six components of forces and moments at x-y-z directions of the tower base. In the uncoupled case, transient analysis has been done using the tower base loads as well as seismic loads by ANSYS. This paper presents a precise dynamic analysis, which can evaluate the dynamic response of three crucial points (tower top, tower base and mud line of substructure) under seismic load to make better decision in the case of structural design of wind turbine.

Authors investigated the fatigue bond performance on the grouted joint connection of wind tower. High strength cementeous grout has 140MPa of a compressive strength was incerted in the gap of small scaled steel tube simulated the wind tower joint. The stress level was 65 and 74% of static strength that is 35MPa, respectevely. From the test, each specimens endured the repeated loads up to 2,000,000 cycles.

Based on the study of rapid construction method for concrete tower for offshore wind farms, it was found that the precast concrete segment was effective to achieve short term construction on bad weather condition. Also 20m length of segment was selected for tower installation to use same crane carrying nacelle.

Presently, the wind power tower grows actively in all countries of the world as the part of renewable energy securing. Recently, as to the wind power tower, the advance to and diversification of the wind power tower form and material are made. but the maintenance manual about the wind power tower in which this foundation is based is insufficient. therefore, the object is that in being safe and maintaining efficiently the wind power tower, by developing the maintenance manual about the fundamental vulnerable element the life span improvement of the wind power tower is planned and it contributes to the maintenance management technology development.

Probabilistic risk of an offshore wind turbine tower-monopile foundation structure is investigated using in this paper. It can consider both soil-structure-fluid coupled effect in the system and a large amount of variability in both ocean environmental load and soil resistance.

대형화되고 있는 풍력발전 터빈에 대응하여 내부구속 중공 철근콘크리트(ICH RC; Internally Confined Hollow Reinforced Concrete) 구조를 적용한 풍력타워 제안되고 연구되고 있다. 이에 기존의 3.6MW 터빈과 5.0MW 터빈에 대응하는 ICH RC 풍력타워 단면이 설계된바 있다. 하지만, 풍력발전 터빈은 큰 질량을 갖는데 비해 타워는 세장비가 매우 크기 때문에, 풍하중 등의 횡하중이 작용할 때 발생하는 변위가 증가함에 따라, 터빈의 자중에 의한 대변위 효과에 따라 실제 횡력에 저항할 수 있는 모멘트 저항성능은 감소한다. 따라서 안전한 풍력발전 타워의 설계를 위해서는 대변위 효과를 고려하여 실제 횡력에 저항할 수 있는 타워의 모멘트 성능을 계산하는 것이 중요하다. 이에 본 연구에서는 기존 설계된 단면에 대해 터빈 자중에 의한 대변위 효과를 고려하여 모멘트-횡변위 해석을 수행하였다. 해석결과, 터빈 자중에 의한 대변위 효과로 인하여 풍력타워의 실 모멘트 저항 성능 감소분이 상당하며, 안전한 풍력타워의 설계를 위해서는 대변위 효과가 반드시 고려되어야 함을 알 수 있었다.

본 연구에서는 모듈러 DSCT 풍력 타워의 볼트접합방법을 택하여 해석하고 성능을 검토하였다. 기존방식은 용접을 활용한 접합방법이 많이 사용되어 왔다. 하지만 현장에서 시공하기에는 용접접합방법보다 볼트접합방법이 더 간편하고 효율적이라고 판단하였다. 볼트접합방법을 사용한 모듈러는 총 2가지 방법으로 Case1은 상단부의 10mm만을 강재판으로 용접하고 하단부 125mm는 볼트접합한 상태이며, Case2는 상단부 60mm을 H의 형태의 링에 용접하고 하단부 125mm는 볼트접합을 한 형태이다. 이를 범용 유한요소해석프로그램인 ABAQUS 6.12로 재료비선형해석을 수행하였다. 수행 전에 간단한 Mesh검증과 모델검증을 통하여 모델의 타당성을 증명하였다. 재료비선형해석을 수행한 결과 연결부를 사용하여 조립한 모듈러 DSCT 풍력타워와 일체형 DSCT 풍력타워의 전체거동은 거의 차이가 없었음을 확인하였다. 또한 2가지 형식 모두 연결부에서 국부적인 응력이 발생하지만 그 응력 값이 지점부에서 발생하는 응력보다 작기 때문에 모듈러 DSCT 풍력타워의 성능을 지배하는 요인은 단면이 갖고 있는 성능에 의해 지배된다는 것을 의미한다. 그러므로 현재 사용하고자 하는 볼트접합방법이 안전함을 보여주었다.

세계적으로 기후변화 및 에너지 수요로 인하여, 신재생에너지 개발 수요가 증가하면서, 특히, 풍력에너지에 대한 세계시장이 지속적으로 성장하여왔고, 국내에서도 동일한 제주도를 시작으로 하여, 서남해 지역에도 2.5GW 해상풍력단지의 개발계획이 진행되고 있다. 풍력발전기의 제작기술이 급속히 발전하여 대형화되는 추세에 있고, 안정하면서 경제적이며 효율적인 지지구조물로 버켓기초가 제안되고 있다. 본 연구에서는 버켓기초형식의 지진하중에 대한 거동을 분석하는 실험연구를 수행하였다. 이를 위하여 동적원심모형실험을 수행하였다. 동적원심모형실험은 대전 K-water연구원에 설치되어 있는 대형 빔형 원심모형실험장비(유효반경 8 m, 용량 800 G-ton)에 탑재된 진동대를 활용하였다. 대상 구조물은 1/240 스케일로 축소모형으로 모사되었다. 상부구조물은 NREL 5MW reference turbine과 타워의 제원을 바탕으로 등가의 주파수특성을 가지는 1자유도구조물로 모사하였다. 모형지반은 SP로 분류되는 모래지반에 대해 수행되었다. 2개의 계측기록지진파와 2개의 인공파형이 통제점 기반암에 가진되었고, 거동을 분석하였다. 버켓기초의 지지를 받는 해상풍력타워구조물의 동적특성과 변형특성이 분석되었다. 향후 해상풍력구조물의 내진설계에 중요한 자료가 될 것으로 기대된다. 그러나, 점토지반을 포함하는 지반에 대한 연구가 필요하다.

고강도 그라우트재가 적용된 해상 풍력 발전 타워 자켓-파일 연결부의 설계를 위하여, 국외 해상풍력발전 타워 설계기준에서 제공하고 있는 그라우트 연결부 설계기준을 검토하였다. 해상 풍력 발전 타워 자켓-파일 기초의 연결은 sleeve의 내측과 파일의 외측에 링 모양의 전단키를 설치하고, 그 사이를 모르터로 채워 연결하는 방식으로 적용된다. 현재 DNV-OS-J101 및 NORSOK 등의 설계기준에서는 모노파일의 연결부 형식과 자켓-파일 연결을 모르터를 이용한 연결방법으로 설계기준이 정립되어 있으나, 설계기준별로 추천하고 있는 그라우트재의 강도는 상이하다. 본 연구에서는 콘크리트의 압축강도(fck), 전단키의 높이(h), 전단키의 간격(s) 및 그라우트 간격(tg)에 따른 연결부의 강도를 분석하기 위하여, 재료비선형 유한요소해석을 이용하여 구조적 거동분석을 수행하였다. 전단키의 간격에 따른 모르터와 전단키의 파괴양상을 확인하였으며, 이를 설계기준에서 제시하고 있는 강도와 비교하였다. 해석 결과를 이용하여 설계기준에서 제시하고 있는 전단키의 간격별 파괴모드와 유한요소해석결과의 파괴모드를 비교분석하여, 고강도 그라우트재의 적용성을 평가하였다.