건축물에 가해지는 풍하중을 평가하는 방법은 과거로부터 많은 발전을 이루었다. 그 중 비교적 간단한 방법인 가스트하중계 수법이 있다. 정적풍하중에 동적계수를 곱하여 등가정적풍하중을 평가하는 방법으로 여러나라 기준에서 사용되고 있다. 동적계수는 가 스트영향계수(Gust Effect Factor:DGEF)와 가스트하중계수가(Gust Loading Factor:MGLF)가 사용된다. DGEF는 변위 기반으로서 이론 적인 가정을 통해 산출할 수 있는 반면 그 과정이 다소 복잡하고, MGLF는 모멘트를 기반으로 하며 풍동실험으로 전도모멘트를 측정 하여 산정할 수 있지만 기초자료를 구축하는 것에 많은 시간과 노력이 소요된다. 따라서 본 연구에서는 MGLF 산정 시 필요한 풍방향 평균풍력계수C F, 평균전도모멘트계수C M, 변동전도모멘트계수 C M 가 다양한 형상비( ), 변장비(D/B), 지표면조도구분(α)에 따 라 변화하는 경향을 비교 분석하였다. 이를 통해 풍방향 평균풍력계수 C F, 평균전도모멘트 관련 계수 C g, 변동전도모멘트 관련 계수 C g 의 경험식을 제안하여 MGLF 산정에 대한 기초자료를 제시하였다.

최근 지구온난화에 따른 기후변화에 따라 과거와는 다른 양상의 기상 변화가 발생하고 있으며, 해수 온도 상승으로 태풍의 대형화와 강도증가가 발생하고 있다. 이에 따라 선박이 접안 중 갑작스러운 돌풍 발생시 선박의 계류안전성 확보를 위해 사용할 수 있는 돌풍 대비용 직주의 필요성이 증대되고 있다. 본 연구에서는 항만 및 어항 설계기준상 곡주 및 직주 배치 기준을 분석하고 계류안전성 평가 프로그램을 사용하여 12개 시나리오에 따른 직주 사용시 계류안전성 민감도 분석을 수행하였다. 평가 결과, 돌풍 대비용 직주에 선수 및 선미 브레스트라인을 추가하였을 경우, 일반적인 형태의 계류라인 배치에 비해 계류요소값이 감소하는 것으로 분석되었다. 본 연구 결과 는 접안선박 및 항만의 특성을 고려한 돌풍 대비용 직주 배치를 제안하기 위한 기초 자료로 활용될 수 있으며, 부두에서 직주의 배치는 돌풍 발생시 선박운항자 측면에서 선박의 계류안전성을 확보하기 위한 효율적인 방안이 될 것으로 사료된다.

구조물의 풍하중을 산정할 때의 설계풍속은 10분 평균풍속 또는 가스트풍속(3초평균풍속)을 적용한다. 건축물의 경우 10분 평균풍속 사용하고 있으나, 외장재 등과 같이 고진동수를 가지는 구조물의 경우에는 가스트풍속을 사용한다. 가스트풍속은 기상대 주변의 영향을 크게 받기 때문에, 일반적으로 10분 평균풍속에 돌풍율을 곱하여 산정하는 것이 편리하다. 본 연구는 최근 우리나라의 기상변화와 경제 발전에 따른 기상대 주변의 지표면상태의 변화를 반영하여 지표면조도에 알맞은 돌풍률을 평가한 것이다. 해석자료는 최근 40년간(1973년~2012년)의 전국 68개 기상관측소의 기상자료와 선행연구에서 제시한 지표면조도구분을 활용하였다. 돌풍률을 추 정할 때 평균풍속의 월최대값 범위는 16m/s~36m/s로 하였고, 16m/s 이하와 36m/s 이상에서는 돌풍률을 일정하게 하였다. 연구결과 지표면조도구분 B지역과 C지역의 돌풍률은 거의 유사하게 나타났고, 지표면조도구분 D지역은 다른 지역의 돌풍률과 차이를 보였다. 따라서 지표면조도구분 B, C지역의 돌풍률은 통합하여 평가하였고, 지표면조도구분 D지역만 따로 분류하여 돌풍률을 평가하여 제시하였다.

본 연구에서는 뇌우 돌풍 발생일의 시계열을 통해 뇌우 돌풍 발생에 대한 전조현상을 분석하였다. 돌풍이 관측된 날에 뇌전현상의 유무에 따라 뇌우에 의한 돌풍과 다른 요인으로 인해 발생한 돌풍을 분류하였으며, 뇌우 돌풍 발생일의 시계열을 분석하여 뇌우 돌풍 발생 이전에 급격한 풍속이 상승하는 비정상적(non-stationary) 시계열 특성을 보임을 확인하였다. 뇌우 돌풍 발생 시점을 기준으로 이전 풍속의 이동평균을 이용하여 풍속의 급격한 상승시점을 분석 하였으며, 이동평균의 시계열을 일반적 함수형태로 표현하였다. 이 결과를 이용하여 뇌우 돌풍 발생 이전 급격한 풍속이 상승하는 시점의 확률분포를 분석하고 이동평균의 단위시간 별 뇌우 돌풍 발생확률에 의한 위험평가 기법을 제시하였다.

공항철도 1단계 개통 전 시운전 중 직통열차가 무정차 정거장인 화물청사역을 통과할때 발생된 열차풍으로 인하여 마감재인 천장판이 마치 파도처럼 출렁이다가 떨어지는 현상이 발생되었다. 이 현상을 처리하기 위해 화물청사역에 풍압 및 풍속에 대한 측정시험을 실시하여 직통열차 무정차 통과로 발생된 열차풍이 건축마감재에 미치는 현상을 조사하고 발생된 열차풍에 대한 지하정거장내 이동 경로를 파악하였다. 또한 홍대입구정거장 축소모형을 제작하여 모형열차를 운행 열차주행실험을 실시하였다. 이 결과를 분석 종합 평가하여 공항철도 2단계 지하역사에 반영하여 쾌적한 지하 환경을 조성하고 앞으로 직통열차가 계획되거나 계획 예정인 지하정거장에 적용하여 직통열차 통과로 발생된 열차풍을 최소화하는 방안을 제시하였다.

산악지역이나 해안지역을 통과하는 도로의 경우 강한 바람이 부는 지점이 있고, 이러한 지점에서 차량이 바람에 의해 전도하거나 옆으로 방향이 바뀔 수 있다. 현행 도로 설계 기준에서 강한 바람의 영향은 무시하고 있지만, 향후 고속도로 설계속도가 높아지게 되면 강한 바람의 영향은 더욱 커지게 된다. 본 연구에서는 초고속 주행 상태로 주행하는 차량에 강한 바람이 부는 경우 차량의 전도와 이탈의 관계식을 통해 그 가능성에 대해 분석했다. 이 분석에서 차량의 종류, 곡선반경, 운전자들의 강한 바람에 대응하는 소요 시간, 차량 주행속도 그리고 풍속을 달리하면서 수식적으로 전도와 이탈량을 산출했다. 그 분석 결과 차량의 전도 측면에서는 풍속 50m/s 이내에서 곡선반경이 600m 이상이면 전도 위험은 없는 것으로 나타났다. 차량의 이탈 측면에서는 풍속이 15.0m/s 이상일 경우 차량의 속도를 제한 할 필요가 있으며 풍속이 25.0m/s 이상일 경우 통행제한을 할 필요가 있는 것으로 나타났다. 본 연구 결과는 향후 도로 설계 기준을 조정하는 경우 참고할 만하며, 특히 강한 바람이 자주 부는 지역을 통과하는 고규격 고속도로를 건설하는 경우 매우 유용한 결과가 될 것이다.

풍속은 풍상측의 지형지물 등의 영향으로 같은 풍속이 불어올지라도 그 값이 많이 다르게 나타난다. 따라서 기상대 주변의 지형지물의 변화 즉 지표면 조도(노풍도)에 따라 측정되는 기상대 관측풍속은 많은 영향을 받는다. 따라서 기상대에서 관측되는 풍속은 이들을 보정하여 표준화 하여야만 건설 환경 등 많은 분야에서 설계 시에 사용 할 수 있다. 기상대에서 측정된 풍속은 측정소 주변의 지형지물에의 변화에 따라 그 풍속을 일정한 환경에서의 풍속으로 평활화(표준화) 할 필요가 있다. 기상대 풍속을 정확하게 평활화하기 위해서는 풍속 측정 당시의 지표면 조도를 알아야만 하나, 거의 대부분의 기상대에는 그 주변의 지표면 조도에 대한 과거 자료가 거의 전무한 실정에 있다. 일반적으로 Gust Factor(최대순간 풍속/평균풍속)는 지표면조도와 상관관계가 높다. 따라서 본 논문에서는 우리나라 기상대풍속의 Daily Gust Factor를 사용하여 하여 년 평균G.F로 구하고, 이것을 토대로 각 기상대별 G.F. 및 지표면 조도를 구한다. 이 값에서 구한 최근의 조도와 실측(현장목측, 사진 및 지형도에 의한 분석)을 비교하여 이방법의 유효성을 검토했다.

건물에 설치된 모니터링 시스템으로부터 기록된 바람과 구조물의 반응으로부터 평균풍속, 풍향, 난류강도, 거스트팩터를 산정하였다. 계측된 건물은 각각 속초와 부산에 위치한다. 거스트 계수와 난류강도사이의 관계를 이용하여 계측된 데이터로부터 이들 간의 상관관계식을 제안하였다. 계측된 데이터로부터 얻은 거스트 계수 관계식은 풍동실험과 고층건물설계의 타당성에 유용한 자료로 이용될 수 있다.

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 연구에서는 뇌우 돌풍의 사전예측기술 개발을 위한 기반을 마련하기 위해 뇌우 돌풍 시계열 데이터를 통해 전조특성을 분석하고 전조특성에 따라 뇌우 돌풍의 발생의 확률적 분포를 분석하였다. 어떠한 현상에 대한 위험도를 평가하는 기준에는 불확실성이 있으며, 뇌우 돌풍의 경우 이러한 비뇌우 돌풍에 비해 단기적이고 국지적이기 때문에 불확실성이 높다. 따라서 뇌우 돌풍의 비뇌우 돌풍에 비해 불확실성의 관점에서 위험도가 더 높다. 하지만 뇌우 돌풍의 피해는 최근 점차 증가하는 추세에 있으며, 이에 따라 이를 사전에 예측할 수 있는 기술이 요구되고 있다. 사전 예측을 위해서는 전조 특성에 대한 파악이 중요하며, 뇌우 돌풍의 전조특성을 분석하기 위해 일 최대순간풍속 데이터와 기사자료를 통해 뇌우 돌풍을 분류하였다. 또한 분류 된 뇌우 돌풍과 비뇌우 돌풍의 1분 평균 풍속 시계열을 추세를 비교분석하였으며, 로그형태로 구성 된 함수를 통해 이동평균의 증가시점 파악하여, 1~12시간에 대한 각 시간별 풍속 상승 이후 뇌우 돌풍의 발생 시간을 통계적으로 분석하였다. 뇌우 돌풍 시계열의 이동 평균을 통해 뇌우 돌풍 발생 시간을 대해 확률적 분포를 활용하여, 1~12 시간별 이동평균의 풍속 상승이후 뇌우 돌풍이 발생할 확률을 분석하였다.

종관 규모의 기상은 세계적으로 구성된 관측망을 통해 기상을 이해 예측하고 현업 등에 활용 되고 있다. 그러나 기상현상으로 인한 피해는 이러한 종관 규모의 기상현상은 물론 작은 규모의 현상에 의해서도 발생한다. 특히 국지적으로 짧은 시간동안에 발생과 소멸과정을 거치며 순간적으로 강한 바람을 유발시키는 돌풍은 도시적인 측면에서 다양한 피해를 야기한다. 이러한 국지적인 기상현상의 경우 대비하기 어려울 뿐만 아니라 관측하기도 용이하지가 않다. 본 연구에서는 기상청에서 제공하는 2002.01.01-2009.06.30 기간의 31개 지점 기상관측대 기상관측자료와 기사현상자료를 이용하여 기상 현상 중 뇌우에 동반한 돌풍을 분류하고 뇌우 동반 돌풍의 공간적 분포 특성을 분석하였다. 국내에 경우 돌풍에 대한 기준이 마련되어 있지 않기 때문에 기상청에서 발령하는 강풍 특보 기준으로 수행하였다. 일반적으로 경사에 따라 풍속은 증가하는 것으로 알려져 있기 때문에 이러한 영향을 배재하였으며, 태풍에 의해 발생한 돌풍의 경우 본 연구범위 내에 포함되지 않기 때문에 기상관측점 별 영향을 준 태풍기간에 발생한 강풍은 제외하였다. 본 연구에서는 이와 같은 기준을 적용하여 국내 발생한 뇌우에 동반된 돌풍의 공간 분포를 분석하였다.

The most efficient measures to reduce damage from natural disasters include activities which prevent disasters in advance, decrease possibility of disasters and minimize the scale of damage. Therefore, developing of the risk assessment model is very important to reduce the natural disaster damage. This study estimated a typhoon damage which is the biggest damage scale among increased natural disasters in Korea along with climate change. The results of 3-second gust at the height of 10 m level from the typhoon 'Maemi' which did considerable damage to Korean in 2003, using the wind data at the height of 700 hPa. September 12th 09 LST∼13th 12 LST period by the time a typhoon Maemi approached to the Korean peninsula. This study estimate damage amount using 'Fragility curve' which is the damage probability curve about a certain wind speed of the each building component factors based on wind load estimation results by using 3-second gust. But the fragility curve is not to Korea. Therefore, we use the fragility curves to FPHLM(FDFS, 2005). The result of houses damage amount is about 11 trillion 5 million won. This values are limit the 1-story detached dwelling, 62.51∼95.56 ㎡ of total area. Therefore, this process is possible application to other type houses.