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송전철탑의 내진성능평가 및 설계 풍하중과 지진하중의 비교 연구
황경민,전낙현,장정범,연관희,김태균,Hwang, Kyeong-min,Chun, Nak-hyun,Jang, Jung-bum,Yun, Kwan-hee,Kim, Tae-kyun 한국전력공사 2019 KEPCO Journal on electric power and energy Vol.5 No.2
본 연구에서는 최근 정부에서 제시한 표준설계 응답스펙트럼을 이용하여 송전용량, 높이 및 구조타입 등 다양한 변수를 고려한 송전철탑 24기를 선정하여 내진성능평가를 수행하였다. 또한, 정부에서 요구한 내진기준 상향 시 철탑의 설계에 미치는 영향을 검토하기 위하여, 현 설계 풍하중 및 개정 지진하중에 의해 발생되는 응력 및 단면력의 크기를 비교해 보았다. 내진성능평가 결과 대상 철탑들은 0.31~0.91g의 내진성능을 보유하고 있는 것으로 나타나, 2,400년 재현주기의 내진특등급 수준을 만족하였으며 내진안전성을 확보하고 있는 것으로 나타났다. 또한, 철탑의 지진에 의한 단면력은 풍하중에 의한 값의 33~82.5%로 나타나, 상향된 내진기준에서도 설계 풍하중이 지진하중보다 지배적임을 확인하였다. In this study 24 power transmission towers were selected by considering various variables such as power transmission capacity, height and structural type to evaluate their seismic performance using the standard design response spectrum recently announced by the government. In addition, the stresses and sectional forces generated by the current design wind loads and revised seismic ones were compared to review the effects on the design of power transmission towers when the government-required seismic standards were raised. The results of seismic performance evaluation for the target power transmission towers showed that they had seismic capacity of 0.31~0.91g, and that they met the level of the earthquake-resistant special grade, which is the 2,400-year earthquake return periods and secured seismic safety. Further, the sectional forces caused by earthquakes in the towers were 33~82.5% of the ones due to wind loads, and it was also confirmed that the design wind loads were more dominant than design earthquake ones under the elevated seismic standards.
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황경민,전낙현,정길영,박경성,Hwang, Kyeong-min,Chun, Nak-hyun,Chung, Gil-young,Park, Kyung-sung 한국전력공사 2020 KEPCO Journal on electric power and energy Vol.6 No.4
In this paper, the seismic performance evaluation was performed on 100 existing open-cut power cable tunnels, including ones that did not consider seismic design, in order to verify that the government's demand level (seismic special grade, 0.22 g). The results of the seismic performance evaluation show that most of the tunnels have seismic performance of 0.3 to 1 g, satisfying the level of the seismic special grade and securing the seismic safety. Meanwhile, the earthquake response analysis and structural test were performed to verify the validity of the method and the results of the seismic performance evaluation of the tunnels by the response displacement method, and to verify their seismic safety. As a result, the relative displacement due to the response displacement method under the 0.22 g earthquake was conservative than the results of the earthquake response analysis, and the results of load-displacement curves and response modification coefficient calculation by real scale structural tests showed the safety of the tunnels. 본 논문에서는 내진설계가 고려되어 있지 않은 전력구를 포함한 기설 개착식 전력구 100개소를 대상으로, 정부의 요구수준(내진 특등급, 0.22 g)을 만족하는지 확인하기 위하여 내진성능 평가를 수행하였다. 내진성능 평가 결과, 대상 전력구들은 대부분 0.3-1 g의 내진성능을 보유하고 있는 것으로 나타나, 내진 특등급 수준을 만족하였으며 내진안전성을 확보하고 있는 것으로 나타났다. 한편 응답변위법에 의한 전력구의 내진성능 평가 방법 및 결과에 대한 타당성을 확인하고, 전력구의 내진 안전성을 검증하기 위한 지진응답 해석 및 구조실험을 수행하였다. 그 결과 0.22 g 수준의 지진 하에서 응답변위법에 의한 상대변위는 지진응답 해석 결과보다 보수적이었으며, 실규모 구조실험에 의한 하중-변위 곡선 및 응답수정계수 산정 결과를 통해 전력구의 내진 안전성을 확인할 수 있었다.
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이호엽,전낙현,김영민,이학은,Lee. Ho-Yeop,Chun. Nak-Hyun,Kim. Young-Min,Lee. Hak-Eun 한국방재학회 2011 한국방재학회논문집 Vol.11 No.4
레이놀즈 수 상사는 풍동실험의 기본 원리이지만 특정 레이놀즈 수 이상에서는 그 영향이 작다고 간주 된다. 그러나 실제 풍동실험에서는 간과해서는 안 될 중요한 변수로서 풍동실험을 계획할 단계에서부터 심각하게 고려해야한다. 레이놀즈 수는 유체의 점성, 유체의 상대 속도, 특성 길이로 정의되는 무차원 수로서 풍동 실험에서 무시할 수 없는 중요한 인자이다. 2차원 단면 모형 실험시, 단면의 스케일에 풍속 및 특성 길이가 변하고 이에 따라 레이놀즈 수가 변하는 특징이 있다. 이 특징을 이용, 2차원 단면 모형 실험을 통해 레이놀즈 수에 따른 항력계수를 측정해 풍동실험에 있어서 레이놀즈 수의 민감도를 분석하였다. 또한 CFD 프로그램 해석을 이용해 실험값과 비교해 검증하였다. Reynolds number similarity is basic theory of aerodynamic test. Over specification Reynolds number, It isn`t seem to have much regard for this effect. But it is important factor that should never be missed out on real aerodynamic test. We have to seriously consider this factor when planning aerodynamic test. Reynolds number is important non-dimensional factor that defined fluid viscosity, relative velocity and characteristic length. At two dimensional section model test, there is a special characteristic that air velocity and characteristic length is changed according to section scale. And from this characteristic, Reynolds number is changed. Using this special characteristics, we measure aerodynamic coefficient on aerodynamic test by varying the Reynolds number through two dimensional section model test and analysis sensitivity of Reynolds number. Finally, verify this aero dynamic coefficient by comparing with test data with CFD program analysis data.
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전력구의 지진응답해석에 사용되는 응답진도법의 보수성 평가
임재성,김기배,전낙현,김재민,Lim, Jae-Sung,Kim, Gi-Bae,Chun, Nak-Hyun,Kim, Jae-Min 한국전산구조공학회 2021 한국전산구조공학회논문집 Vol.34 No.5
이 논문에서는 박스형 전력구의 지진응답해석에 사용되는 응답진도법의 보수성을 평가하였다. 이를 위해 25가지 전력구 단면과 각 전력구에 대한 2개의 지반조건을 고려한 총 50개 예제를 선정하였다. 응답진도법의 보수성을 평가하기 위해 동적 지반-구조물 상호작용을 고려한 정밀해석법에 의한 응답과 비교하였다. 비교결과, 정밀해석 응답에 대한 응답진도법에 의한 응답의 비로 정의한 응답비의 평균이 1.0에 근접하며, 응답비의 표준편차도 5% 이내로 매우 작아서, 응답진도법에 의한 해석이 정밀해석법과 일관됨을 알 수 있었다. 마지막으로 응답진도법에 의한 응답에 하중계수 1.1을 적용하면 전력구의 보수적인 내진설계가 가능할 것으로 나타났다. In this paper, we present the evaluation results for the conservatism of the response acceleration method (RAM), for seismic response analysis of box-type power cable tunnels. We studied 50 examples, considering the cross sections of 25 power cable tunnels, and two soil conditions for each power cable tunnel. A refined dynamic analysis method considering the soil-structure interaction was further employed to evaluate the conservatism of the RAM. The comparison revelated that the seismic responses computed using the RAM were consistent with those obtained using the refined method, since the averages of response ratio (defined as the ratio of the response by RAM to that of the refined method) approached 1.0, and the standard deviations of the response ratio were less than 5%. Finally, we found that applying a load factor of 1.1 to the response of the RAM allowed for a conservative design for seismic loads.
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