The retractable roof structure is used in various fields and it is classified for steel retractable system and soft retractable system. For the domestic industry, it is in the initial phase now and the demand of the retractable roof structure is expected to increase in the future. Therefore, this paper is classified for steel retractable system and soft retractable system from the retractable roof structures in overseas to survey and analyze the cases of wind velocity on retractable roof structure in Japan that uses the same wind velocity criteria like Korea regarding the open-close time and average open-close time for retractable roof area.

최근 구조물이 장대화됨에 따라 풍하중의 중요성이 대두되고 있으며, 풍속에 영향을 미치는 지표조도 및 지형에 의한 할증효과를 합리적으로 반영한 기본풍속 산정절차에 대한 가이드라인의 필요성이 증대되고 있다. 국내의 많은 설계기준에서는 기본풍속 산정에 대한 절차를 제시하고 있으며, 전국의 기본풍속 지도 또는 표를 제공하여 이를 사용하도록 하고 있다. 하지만 제시된 기본풍속의 산정 방법 및 사용데이터는 풍속을 평가함에 있어 반영해야 하는 부분 중 일부만 반영하거나, 도로교설계기준(MOLTMA, 2010)의 경우 불분명한 실정이다. 본 연구에서는 국내의 설계기준에서 제시하고 있는 전국 기본풍속에 대해 한계점을 분석하였다. 또한 이러한 문제를 개선하기 위해 지표조도 및 지형할증의 영향을 반영한 기본풍속 산정절차에 대한 가이드라인을 제시하였으며. 이 절차에 따라 전국 15개 지점의 기본풍속을 산정하여, 도로교설계기준에서 제시하고 있는 기본풍속과 비교하였다.

농업 관련 시설물의 풍하중을 산정하기 위해서는 우리나라 각지에서의 기본풍속이 필요하다. 그러나 농업 관련 시설물의 내풍설계를 위한 기본풍속은 기준으로 정해져 있지 않다. 이 논문은 농업 관련 시설물이나 기타시설물에 대한 풍하중 평가를 위한 재현기간 30년, 50년 기본풍속도를 제안한 것이다. 우리나라는 1970년대 이후 급속한 산업성장으로 도시화가 급격히 진행되어 지표면상황이 변하였고, 최근에는 지구온난화로 인한 이상기후로 인해 태풍 등의 강도가 증가하는 추세를 보이고 있다. 따라서 이러한 현상들을 반영할 필요가 있다. 풍속자료는 최근 40년간(1973년~2012년) 전국 69개 기상관측소의 10분간 평균풍속의 연최대값을 사용하였고, 기상관측소가 위치한 주변지역의 지표면상황을 반영해 지표면조도구분을 판정하여 지표면조도구분 C인 평탄지형 지상 10m 높이의 풍속으로 균질화한 후 Gumbel적률법에 의해 재현기간 30년, 50년 풍속을 추정하였으며, 그 값에 근거하여 우리나라지도에 등풍속선을 2m/s 간격으로 그려 기본 풍속도를 완성하였다. 본 연구에서 제시한 기본풍속도는 농업 관련 시설물이나 기타시설물의 풍하중을 산정할 때 유용하게 활용할 수 있을 것이다.

기존의 온실설계와 관련된 기준들은 1990년대 까지의 기상자료를 이용하여 산정된 설계풍속 및 적설심으로 최근 급변하는 우리나라 기상특성을 반영하기에는 어려움이 있다. 본 연구에서는 온실 설계에 있어서 기존의 기준들에 대한 문제점을 개선하고 활용도가 높은 설계풍속 및 적설심 자료를 제공하기 위해 1961년부터 최근 2011년까지 각 지역별 총 72개 지점의 기상관측소에서 측정한 기상자료를 이용하여 우리나라 전국 170개의 시·군별 설계풍속 및 적설심을 산정하였다. 그 결과, 재현기간 100년을 기준으로 풍속의 경우, 22.5~65.0 m․s-1 범위로 홍천이 22.5 m․s-1 로 가장 낮았고, 흑산도가 65.0 m․ s-1 으로 가장 높게 나타났다. 이때 기상자료의 수가 20년 미만인 흑산도를 제외하면 고산이 63.0 m․s-1 으로 가장 높은 것으로 나타났다. 적설심의 경우, 5.4~259.7 cm 범위로 고산이 5.4 cm로 가장 낮았고, 울릉도가 259.7 cm 로 가장 높게 나타났다. 전형적으로 다설지역인 울릉도(259.7 cm)와 대관령 (225.4 cm)을 제외하면 동해가 123.3 cm 으로 가장 높았다. 그리고 각 지역별 설계풍속 및 적설심에 대하여 본 연구와 기존의 기준을 비교해 보면, 설계풍속 및 적설심의 차이가 크게 발생한 지역들은 기존의 기준이 본 연구보다 비교적 높게 산정된 경향을 보였다. 따라서 최신 기상자료를 이용한 본 연구의 결과를 이용한다면 원예시설의 설계 및 시공 시 온실의 안전성뿐만 아니라 경제성에도 상당히 유리 할 것으로 판단되었다.

본 연구에서, 서남해안지역, 해상구조물에 대한 설계풍속을 산정하였다. 장기 풍속 시계열을 이용한 극치빈도 분석법과 태풍자료를 이용한 태풍 시뮬레이션의 두 가지 방법으로 기본풍속을 산정하였으며, 두 가지 방식 모두 일관된 기본풍속을 추정하였다. 해상구조물의 경우, 해상을 풍상측으로 하는 풍속이 불어올 수 있으며, 이런 경우 해상에서의 점착 조건에 의해서 경계면에서 풍속이 0이 아닌 해수의 흐름속도가 되어 지상풍속보다 빨라지게 된다. 이와 같은 경우의 설계풍속은 지상조건의 설계풍속보다 약 20% 크게 추정된다.

본 연구는 상대적으로 활하중의 영향이 민감하게 작용하는 농업시설의 합리적 구조설계를 위하여 우리나라 60개 지역의 자료를 사용하여 중요한 설계하중의 결정요인인 단위적설중량, 순간최대풍속 및 최대신적설심의 그 적용에 관하여 검토하였고, 얻어진 결과를 요약하면 다음과 같다. 1. 적설심에 다른 단위적설중량을 분석한 결과 적설심에 따른 차이는 발견할 수 없었고 대체적으로 정규분포를 이루고 있다. 평균기온에 의하여 단위중량을 구분해본 결과 -1℃ 이상에서는 단위중량이 평균 0.91kg/cm/m2, -1℃ 이하에서는 평균 0.58kg/cm/m2로 나타나 기온에 의한 차이가 명확했다. 2. 평균최대풍속과 순간최대풍속과의 관계를 도출하여 회귀식을 유도한 결과, 일반적으로 사용하고 있는 순간최대풍속 관계식과는 약간의 차이를 보였다. 해안지방과 내륙지방에 2개지역으로 구분하여 순간최대풍속 관계식을 유도하였다. 3. 재현기간별 최대적설심과 최대신적설심을 비교한 결과, 눈이 적은 지방에서는 큰 차이가 없으나, 비교적 눈이 많은 지방의 경우 재현기간 8년에서는 24.6cm, 57년에서는 45.6cm로 큰 차이를 보여, 난방 및 적절한 관리를 전제로 설계하면 신적설에 의하여 설계하중을 크게 감소시킬 수 있음을 나타냈다. 4. 기존식과 수정식의 설계풍속(진주지역) 및 최대적설심과 최대신적설심(서산지역)의 적용시, 2연동아치형시설의 부재사용량은 각각의 경우에 대하여 +0.3배, -0.3배이었고, 2연동지붕형 시설의 부재사용량은 각각 +0.3배, -0.1배이었기 때문에 시설의 특성에 맞는 설계자료의 선정이 매우 중요하다.

본 연구는 확률에 기초한 한국의 기본 설계풍속 추정을 위한 합리적인 방법을 제시하고 위험도에 기초한 전국의 설계풍속지도를 제안한다. 본 논문에서는 장기기록 지역의 계절풍 연 최대 풍속자료와 단기기록 지역의 계절풍 월 최대 풍속자료의 극치 Type I 분포 모형에 대한 적합성을 검토하였고, 극치 태풍 풍속 분포 추정에서는 Monte-Carlo 시뮬레이션을 이용하여 간접적인 해석방법이 적용되었다. 태풍과 계절풍에 대한 기본 설계풍속은 두개 분포의 적(product)으로 된 혼합모형에서 구한다. 본 연구 결과로부터 제안된 모형과 방법은 현재 한국에서 가용한 단기기록 풍속자료를 이용한 위험도에 기초한 기본설계풍속과 기본 설계풍속지도의 개발에 실용적인 도구로 활용 가능하다고 본다.

This study estimated extreme wind speed by means of national wind map, provided by Korea Institute of Energy Research, to sustain the wind towers’ structural stability that is required for the production of mass wind power. The number of research object regions is three in the East, West and South seas. Meteorological resource data were calculated by dividing the data into the various reference periods. In addition, Gumbel distribution method and Extreme Wind Speed Model (EWM) indicated in IEC 61400-3 were adopted to measure the extreme wind speed. In conclusion, it is discovered that the more suitable Gumbel distribution method is to secure the stability of wind towers.

최근들어 사장교나 현수교와 같은 케이블 형식의 장대교량이 많이 건설되거나 계획중에 있다. 하지만 도로교 설계기준에 제시된 풍하중 산정시 중요한 요인인 기본풍속 산정함에 있어서 1995년까지 측정된 풍속자료를 근거로 한 일반교량에 적합한 풍속을 명시하고 있어 장대교량에 적합한 풍속에 대한 재검토가 필요한 상황이다. 본 연구에서는 태풍의 빈도가 높고 대부분의 장대교량이 건설되고 있는 서남해안지역으로 구체화하였다. 풍하중기준과 같이 극치I형분포(Gumbel분포)에 의해 일반교량에 적용할 100년, 장대교량에 적용할 200년 재현기대풍속을 적률법과 최소자승법의 두 가지 방법으로 추정하고, 극한 상황인 해상에서 불어오는 풍속으로 보정하여 지상풍속보다 약 17%정도 큰 값을 추정하였다. RMS error 방법에 의해 재현기대풍속의 적합성을 평가한 결과 최소자승법이 서남해안지역의 경우 적합성이 우수하였다.