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한택희,원덕희,김승준,Han. Taek Hee,Won. Deokhee,Kim. Seungjun 한국방재학회 2013 한국방재학회논문집 Vol.13 No.4
강재 관과 섬유보강폴리머 관을 적용한 이중관 충전콘크리트 구조의 해상풍력 타워를 제안하고, 이의 자동설계 프로그램을 개발하였다. 자동설계 프로그램은 Han et al.(2010, 2013)이 제안한 DSCT 기둥의 재료비선형 모델과 비선형 기둥모델을 적용하여 작성하였으며, 외경과 요구성능인 축강도, 휨강도, 재료 물성치를 입력하면 자동으로 10개의 단면 설계안을 도출하고 각 설계안에 대한 축력-모멘트 상관관계 해석을 수행한다. 개발된 프로그램을 이용하여 기존의 강재 풍력타워 대비 직경이 감소된 DSCT 해상풍력 타워의 단면 설계를 수행하였다. 내 외부관으로 강재를 사용한 경우와 FRP를 사용한 경우, 3.6 MW 터빈과 5.0 MW 터빈, 그리고 강재타워와 동일 직경부터 강재타워의 40% 직경을 갖는 경우의 3가지에 대해 단면설계를 수행하였다. 도출된 설계안은 DSCT 구조가 해상풍력 타워로서 충분히 기능할 수 있다는 것을 보여주었으며, 기존 강재 타워에 비해 외경을 감소시켜 적용할 수 있음을 보여주었다. A double-skinned composite tubular(DSCT) offshore wind power tower was suggested and an automatic section design software was developed. The DSCT offshore wind tower has two types. One has steel tubes and the other has fiber reinforced polymer(FRP) tubes. The developed software adopted the nonlinear material model and the nonlinear column model which was proposed by Han et al.(2010, 2013). If an outer diameter, material properties and requested capacities are given for the DSCT wind power tower, the developed software performs axial force-bending moment interaction analyses for hundreds of sections of the tower and suggests ten optimized section designs. By using the developed software, example design processes were performed for a 5.0 MW turbine and a 3.6 MW turbine. The steel and FRP were considered as the material of inner and outer tubes. The designed section and analysis results showed that the developed suggested rational and satisfactory section designs. And they showed the possibility which a DSCT tower can be used as a offshore wind power tower.
한택희(Han Taek Hee),홍혜민(Hong Hyemin),이선호(Lee Sonho) 한국방재학회 2018 한국방재학회지 Vol.18 No.4
동일 직경을 갖는 CFT 기둥과 DCST 기둥에 대해 준정적 실험을 수행하여 휨거동을 비교하였다. CFT 기둥 시험체 1기와 중공비가 각각 80%와 90%인 DSCT 시험체 2기를 비교하였다. DSCT 시험체 1기는 CFT 시험체와 동일 강재량을 사용하도록 설계하였으며, 다른 1기는 강관의 단면2차모멘트가 CFT 시험체의 강관과 동일하도록 설계하였다. 실험 결과 강도 측면에서는 DSCT 기둥 시험체가 더 큰 강도를 나타내었으며, 연성도 측면에서는 CFT 시험체가 더 큰 값을 보여주었다. 실험 결과는 DSCT 기둥의 적용시에는 요구성능 조건에 맞춰, 강도 및 연성도와 같이 각 성능의 우선순위에 따라 설계와 적용이 이루어져야 함을 보여주며, 사용재료량을 고려할 때, DSCT 기둥은 상당히 경제적인 구조로 판단된다. Quasi-static tests were carried out to compare the flexural behavior of CFT and DCST columns with equal diameter. One CFT column specimen and two DSCT specimens with 80% and 90% of hollow ratios were compared. One DSCT specimen was designed to use the same amount of steel as the CFT specimen and the other was designed to have equal second moment of inertia of the steel tube to that of the CFT specimen. As a result, the DSCT column specimens showed higher strength than the CFT column specimen. However, the CFT specimen showed larger ductility than the DSCT column specimens. Experimental results showed that the DSCT column should be designed and applied according to the priority of each performance such as strength and ductility in accordance with the required performance conditions. Considering the amount of material used, the DSCT column can be a considerably economical structure.
내부 구속 중공 철근 콘크리트 부재의 비선형 재료 모델 개발
한택희(Han Taek Hee),한상윤(Han Sang Yun),강영종(Kang Young Jong) 대한토목학회 2007 대한토목학회논문집 A Vol.27 No.1A
새로운 형식의 기동인 내부 구속 중공 철근 콘크리트 기둥(내부 구속 중공 RC 기둥, ICH RC column; Internally Confined Hollow Reinforced Concrete Column)의 정확한 해석을 위해 Mander의 일축 압축 콘크리트 모델을 수정하여, 내부 구속력을 고려한 콘크리트의 비선형 모델을 개발하였다. 내부 구속 중공 RC 기둥은 기둥의 강성 및 연성의 증가를 목적으로, 중공 RC 기둥의 중공면에 내부 구속력을 제공하는 일반 튜브 또는 파형 튜브를 삽입한 기둥이다. 본 연구에서는 내부 구속 중공 RC 기둥 내 콘크리트의 응력-변형률 선도를 결정하기 위해서, 내부 구속 중공 RC 부재의 발생 기능한 파괴 형상을 제시하고, 각각의 파괴 형상이 발생할 때의 구속응력을 평형방정식을 통하여 유도하였다. 유도된 식을 통하여, 컴퓨터를 이용한 해석 프로그램이 작성되었으며, 기존연구의 실험결과와 비교하여 해석 모델을 검증하였다. 매개변수 연구 수행 결과, 내부 구속된 콘크리트는 비구속 상태 또는 이축 구속 상태의 콘크리트에 비하여, 향상된 강도와 연성을 갖는다는 것을 확인하였다. A nonlinear concrete model was developed for a new-type column, internally confined hollow RC column (ICH RC column), with modification of Mander et al.'s uniaxial stress-strain model. An ICH RC column is a hollow RC column which has a straight or corrugated tube inside of itself to enhance its ductility or stiffness by internal confinement. To determine stress-strain model of the concrete in an ICH RC column, possible failure modes of an ICH RC column were suggested and confining pressure was derived from equilibriums for each failure mode. From derived equations, a computer program was coded and the developed analysis model was verified by being compared with results from previous experimental researches. Parametric studies were performed for some examples and the analytical results showed that internally confined concrete has enhanced strength and ductility with comparison of unconfined or biaxially confined concrete.