태풍에 의한 건축물의 재해 패턴 분석 = An Analysis of Disaster Pattern by Typhoon

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

A typhoon is a nature tropical cyclone that develops in Northen Hemisphere, and is the most active cyclone basin on Earth. The Pacific typhoon is an ongoing event in the annual cycle of tropical cyclones form. Typhoon widely affected urban areas. Over the past few decades, there has been a lot of typhoons that have dealt a large amount of damage to both the land, people, and economics of the area. Strong winds can cause buildings to collapse, as well as destroying roads and infrastructure. Strong winds can also damage agriculture by blowing away seeds and plants. The strong waves can cause shipwrecks, and even damage land because the waves can reach as high as 20 meters. The torrential rain can cause flooding and the damaging of corps. Landscape slide can occur when large amounts of water has settled on a mountain. Diseases are often found after floods and further damage crops.
The authors investigated building damages, and analyzed the pattern of building damages due to the typhoon. The purpose of this research is clarify the relationship between the building damage and building characteristics such as structural types, stories, spans and outer walls. And then it will be analyzed the behavior of buildings by wind. Wind loads for the design of buildings are individually analyzed for horizontal wind load for structural frames, roof wind load for structural frames and wind load for components and cladding.
The wind loads for the design of structural frames shall be individually determined in the along-wind, across-wind and torsional directions. For flexible buildings with very large aspect ratios, the structural safety against vortex-induced vibration and aeroelastic instability is checked in design considerations by the comparison of external pressure coefficients and peak external pressure coefficients for buildings with rectangular and circular section.

국문 초록 (Abstract)

본 연구에서는 태풍에 대한 건축물의 피해상황을 분석하고, 분석된 피해상황을 근거로 실제 구조물의 풍하중에 대한 검토를 통하여 태풍 시에 건축물에서 발생할 수 있는 문제점들을 분석, 건축물의 종류별로 구조물의 역학적 거동에 미치는 바람의 풍압특성을 파악하고, 고층 구조물 및 대공간 구조물이 바람에 대한 영향이 매우 다르므로 설계 시에 중점적으로 고려해야할 사항들에 대한 분석을 통해 풍하중이 건축물에 미치는 영향을 보다 체계적이고 세밀하게 분석함으로써 기존 건축물의 문제점들을 파악하고 신축 건축물에 대한 보다 안전한 건축물을 설계하는데 유용한 정보를 제공하는데 목적이 있다. 연구결론을 요약하면 다음과 같다. 건축물의 풍하중에 대한 설계에 대한 기준은 몇 차례 수정 및 보완되었지만 비바람을 동반해 많은 피해를 입히는 태풍에 대비하기 위해서 태풍의 진로를 사전에 예보하고 내풍설계가 미비한 건축물의 내풍보강을 강화해야 한다. 특히 대공간 건축물과 초고층 건축물에 대해서는 지진하중 보다는 풍하중에 대한 설계가 더 중요하다. 슈퍼태풍에 대비하여 지역특성, 지형특성, 노출도에 따라서 공공의 안전을 최우선으로 하는 내풍보강설계가 필요하다. 풍하중은 일정한 크기와 형태로 작용하는 것이 아니라 시시각각 변화하며 불규칙하게 작용하는 자연환경적인 외력으로 불규칙한 현상을 정량적으로 평가하는 것은 매우 어려운 일이다. 건축물의 설계 시에 풍하중의 영향을 잘 고려하여야 한다.

참고문헌 (Reference)

1 하영철, "한국 각지의 짧은 재현기간에 대한 풍향별 기대풍속" 대한건축학회 18 (18): 31-38, 2002

2 배진석, "풍하중을 받는 정방형 건축물의 형상비 변화에 따른 풍방향 및 풍직각방향 응답 특성의 비교" 대한건축학회 24 (24): 29-36, 2008

3 김동우, "최근 기상자료가 반영된 주요도시의 재현기대풍속 추정" 한국풍공학회 8 (8): 147-154, 2004

4 조강표, "초고층 건축물의 동적 특성에 따른 풍응답" 대한건축학회 23 (23): 3-12, 2007

5 조강표, "초고층 건축물의 기하학적 형상에 따른 풍진동응답" 대한건축학회 25 (25): 21-32, 2009

6 신성우, "일최대풍속 데이터를 이용한 구조설계용 기본풍속 산정" 대한건축학회 27 (27): 31-38, 2011

7 한국풍공학회, "엔지니어를 위한 내풍공학" 기문당 2010

8 한국방재학회, "방재학"

9 조강표, "도시 건축물군 내의 통풍에 관한 연구" 대한건축학회 27 (27): 21-28, 2011

10 조강표, "기본단면 형상을 갖는 탑상구조물의 설계용 풍하중 산정" 3 (3): 176-184, 1999

11 조강표, "고층아파트 건축물 창유리의 내풍 안전성" 대한건축학회 22 (22): 77-85, 2006

12 조강표, "경사가 다른 3차원 산악지형에서의 풍동실험을 통한 풍속할증평가" 한국전산구조공학회 20 (20): 379-386, 2007

13 하영철, "개정된 KBC2016 풍하중 기준" 2017

14 ASCE, "Wind Tunnel Studies of Buildings and Structures" 1999

15 John D. Holmes, "Wind Loading of Structures"

16 조강표, "CFD 해석에 의한 산악지형의 풍속할증 영향에 관한 연구" 한국풍공학회 12 (12): 211-217, 2008

17 하영철, "2000년 건설교통부제정 건축물하중기준의 풍하중해설" 46-55, 2000