3MW급 터빈 대응 모듈러 FRP DSCT 풍력타워 표준단면 설계

Title
3MW급 터빈 대응 모듈러 FRP DSCT 풍력타워 표준단면 설계
Alternative Title
Standard Section Design of Modular FRP DSCT Tower Supporting 3MW Wind Turbine
Author(s)
홍혜민; 한택희; 김성원; 박진순
KIOST Author(s)
Han, Taek Hee(한택희)Kim, Sungwon(김성원)
Publication Year
2016-02-18
Abstract
FRP DSCT 타워 (FRP DSCT Fiber Reinforced Polymer Double-Skinned Concrete Filled Tubular) 는 FRP로 제작된 내부관과 외부관 사이에 콘크리트가 충진되는 구조이다. DSCT 구조는 중공단면으로 인해 자중이 작고, 내외부의 관에 의해 콘크리트가 구속되어 강도와 연성이 증가한다. 본 연구에서는 FRP DSCT 구조를 3MW급 터빈을 지지하는 풍력 타워의 단면을 설계하고, 해석을 통하여 그 성능을 평가하였다. 설계와 해석은 Auto DSCT와 CoWiTA를 사용하여 재료비선형 및 콘크리트의 구속효과, 상부에 설치되는 터빈의 자중에 의한 대변위 효과가 고려되었다. 타워의 하부 직경은 4.5m를 기준으로 100%, 95%, 90%, 85%에 따른 4가지 직경을 모두 고려하여 설계하였으며, 상부 직경은 3.6m로 선정하였다. 또한 타워 제작과 설치를 고려하기 위하여 각 타워를 모듈화 하고 각 모듈에 대한 단면을 설계하였으며, 모듈 높이에 따른 요구 모멘트를 만족하는지에 대한 해석을 수행하였다. 해석 결과 하부직경 4.5m의 타워는 중공비 0.85 이하를 적용하는 경우 요구하중을 만족하였고 하부직경이 4.5m의 95%, 90%, 85%인 타워는 중공비 0.82, 0.76, 0.7이하를 적용하는 경우 요구하중 조건을 만족하는 것으로 나타났다. 강도와 연성이 증가한다. 본 연구에서는 FRP DSCT 구조를 3MW급 터빈을 지지하는 풍력 타워의 단면을 설계하고, 해석을 통하여 그 성능을 평가하였다. 설계와 해석은 Auto DSCT와 CoWiTA를 사용하여 재료비선형 및 콘크리트의 구속효과, 상부에 설치되는 터빈의 자중에 의한 대변위 효과가 고려되었다. 타워의 하부 직경은 4.5m를 기준으로 100%, 95%, 90%, 85%에 따른 4가지 직경을 모두 고려하여 설계하였으며, 상부 직경은 3.6m로 선정하였다. 또한 타워 제작과 설치를 고려하기 위하여 각 타워를 모듈화 하고 각 모듈에 대한 단면을 설계하였으며, 모듈 높이에 따른 요구 모멘트를 만족하는지에 대한 해석을 수행하였다. 해석 결과 하부직경 4.5m의 타워는 중공비 0.85 이하를 적용하는 경우 요구하중을 만족하였고 하부직경이 4.5m의 95%, 90%, 85%인 타워는 중공비 0.82, 0.76, 0.7이하를 적용하는 경우 요구하중 조건을 만족하는 것으로 나타났다.
URI
https://sciwatch.kiost.ac.kr/handle/2020.kiost/24956
Bibliographic Citation
2016 한국방재학회 학술대회, 2016
Publisher
한국방재학회
Type
Conference
Language
Korean
Publisher
한국방재학회
Related Researcher
Research Interests

Ocean Engineering,Structural Engineering,Renewable Energy,해양공학,구조공학,신재생에너지

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