Recently, for efficiency increase of the wind turbine tower, turbine has been enlarged and installation location has been transferring to offshore. The importance of the support structure is emphasized when a wind turbine tower is installed on offshore. The support structure is influenced not only by the system operating loads but also by various marine condition loads. Accurate and safe design is essential because the connection between the support structure and the wind tower can be relatively fragile. In particular, the type of foundation pile and sleeve grout connection were adapted from DNV, API, and ISO that are typically used for wind towers, and they have been continuously studied by many researchers. However, the experimental results by researchers are different from the design equations, and it needs to modify the formula according to connection properties and material. Therefore, this study investigates the design equation presented in existing design criteria and the results of research conducted by existing researchers, and analyzes ultimate strength and failure modes.

Grouted connections have been widely used for offshore structures such as connection method of jacket and mono-pile structures. It is recommended high strength concrete for grouting between pile and sleeve because it is so rapidly hardening that helpful to fatigue strength. This study investigates axial strength of pile to sleeve grouted connections made by 130MPa of high strength concrete. Push-out test were performed to evaluate the axial strength of the grouted connections with different shear-key spacing.

In This Study, it was intended to performance of the joint grout for offshore wind power substructure. The flow, setting time, compressive strength, flexural strength, tensile strength of basic property and resistance to rapid freezing and thawing, ability to resist chloride ion penetration were carried out as the performance test. Also, on the grout by adding fiber checked flexural toughness, cracking tendency test.

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.

본 연구에서는 모노파일지지구조의 고성능 그라우트연결부의 부착거동을 다루고 있다. 강관파일 연결부의 일체화를 위하여 섬유보강 고성능 그라우트를 개발하였으며, 재령 7일 압축강도 125MPa와 직인장강도 7.5MPa를 나타내었다. 축하중을 받는 상태에서의 그라우트의부착거동을 평가하기 위하여 강관파일에 그라우트를 충진하여 부착실험을 수행하였으며, 그 결과를 기존의 설계기준과 분석하였다. 실험변수는 섬유혼입율 (0%, 0.5% and 0.9%), 섬유의 형상비 (60 and 80)와 전단키의 높이와 간격의 비 (0.013 and 0.056)로 선정하였다. 실험결과 최대부착강도는 30.8MPa로 관찰되었으며, 섬유 혼입율보다는 전단키의 높이와 간격의 비가 부착강도에 영향을 미치는 것으로 분석되었다.

In this study, bond performance of grouted joint with high performance cement grout was verified. The grout which the compressive strength of grout was over 120MPa. was applied for wind turbine tower connections. From the results, the connection joint using high performance grout has sufficient bond strength.