In this study, alternative seismic force-resisting systems for plant structure supporting equipment were designed, and the seismic performance thereof was compared using nonlinear dynamic analysis. One alternative seismic force-resisting system was designed per the requirement for ordinary moment-resisting and concentrically braced frames but with a reduced base shear. The other seismic force-resisting system was designed by accommodating seismic details of intermediate and unique moment-resisting frames and special concentrically braced frames. Different plastic hinge models were applied to ordinary and ductile systems based on the validation using existing test results. The control model obtained by code-based flexible design and/or reduction of base shear did not satisfy the seismic performance objectives, but the alternative structural system did by strengthened panel zones and a reduced effective buckling length. The seismic force to equipment calculated from the nonlinear dynamic analysis was significantly lower than the equivalent static force of KDS 41 17 00. The comparison of design alternatives showed that the seismic performance required for a plant structure could be secured economically by using performance-based design and alternative seismic-force resisting systems adopting minimally modified seismic details.

본 연구에서는 콘크리트 석션식 지지구조물을 사용한 해상풍력발전시스템의 지진응답 해석을 수행하여 그 거동 특성을 파악한다. 전체 시스템을 RNA, 타워, 지지구조물로 구성된 구조계와 이에 접하고 있는 유체 및 지반의 부분구조로 분리하여 운동방정식을 유도한다. 구조계에 작용하는 유체의 동수압과 지반의 상호작용력을 산정하고, 이를 구조계의 운동방정식과 결합하여 전체 시스템의 지배방정식을 도출한 후, 이 방정식의 해를 구하여 해상풍력발전시스템의 지진응답을 계산한다. 해 석 결과로부터 지반-구조물 상호작용은 콘크리트 석션식 지지구조물에 의해 지지된 해상풍력발전시스템의 지진응답을 크게 증가시킬 수 있음을 확인할 수 있다. 특히, 지반의 유연성으로 인해 시스템의 고차 고유모드 응답이 증가할 수 있으므로, 해 상풍력발전시스템의 동적거동 산정 시에는 반드시 지반-구조물 상호작용의 효과를 고려하여야 할 것이다.

연구성과를 향상시키는 데 중요한 요인은 연구자의 역량, 연구비 등의 자원 투 입 등이 지적되었다. 하지만 최근에는 공동연구가 활성화되면서 연구자 사이의 구조적 특성 을 통해 지속적 상호관계를 형성하여 과학적 지식을 생산하고 있기 때문이다. 하지만 이러한 연구비 지원이 지원 자체에 그치는 것이 아니라 연구비 지원으로 인해 다수의 기관이 협력하 여 연구를 수행할 수 있는 발판이 된다는 점에서 연구성과에 영향을 미치는 것으로 볼 수 있 다. 즉 연구비 지원이 공동연구의 연결구조에 차이를 발생시켜 연구성과에 영향을 미치기 때 문으로 추정할 수 있다. SCIE DB에서 2009년부터 2013년까지 5년간 문화기술(CT) 분야의 공동연구 논문을 대상으로 연구비 지원 여부에 따른 네트워크 구조와 연구성과의 관계를 분 석한 결과 다수의 연구기관이 연결되어 있을수록 논문 편수가 증가하고 사이 중심성이 증가할수록 논문 편수는 감소하는 것으로 분석되었다. 또한 연구비 지원 여부가 네트워크 구조, 연구성과에 영향을 미치는 것으로 분석되었다.

대공간구조물은 쉘, 스페이스프레임, 막등의 지붕구조와 이를 지지하는 RC조등의 지지구조로 이루어져 있다. 이에, 단순화를 위해서 지붕구조를 상부구조라 부르고, 지지구조를 하부구조라고 한다. 본 논문에서는 하부구조가 상부구조의 지진응답에 미치는 영향을 고찰함을 그 목적으로 하고 이를 위한 기초적인 연구를 수행하였다. 상부구조와 하부구조를 각각 고유의 진동특성을 가지고 있는 단자유도계로 보고 그 각각의 독립구조물이 연결되어 하나의 2질점계 구조물을 형성한다고 가정하였다. 상부구조물이 1질점계 단독으로 존재할 때의 지진응답과 2 질점계의 상부구조로서 존재할 경우의 지진응답을 비교함으로써 그 영향을 고찰할 수 있었다. 본 논문에서는, 상부구조와 하부구조의 질량비 및 주기비가 하부구조가 상부구조에 미치는 영향을 고려할 때 중요한 설계변수가 됨을 나타내었다.

In this research, we carried out design and analysis with joint of concrete supporting structure for offshore wind energy. We developed load transfer mechanism about applied load induced from steel tower to concrete foundation. Also, a commercially available finite element program, ABAQUS 6.10, is used to analyze behavior of structure.

In this research, we used half model instead of full model in order to consider convergence and analysis running time. We carried out nonlinear analysis on the joints between steel tower to concrete supporting structure of the 5MW offshore wind turbine applying only half of the load on the joint.