산악지형요과를 고려한 송전철탑의 내풍 안전성 = Wind-Resistance of Transmission Tower with Topographic Effects over Hills

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

In this paper, wind-resistance of a transmission tower was examined, using a 3-dimensional topographic model which simulates the site several transmission towers collapsed during typhoon “Maemi". The wind loads obtained from two different codes were compared with wind load considering 3-D topographic effects. Wind responses of 154kV transmission tower were also compared. The wind response with 3-D topographic effects is larger than that obtained from each code. It is observed that especially, the compressive stress in main vertical member on the corner is greater than allowable buckling stress, and greater than even allowable compressive stress. Therefore, 3-D topographic effects must be taken into account in the wind-resistant design of transmission towers when constructed in the hills. It is inferred that several transmission towers collapsed due to wind speed-up effects.

국문 초록 (Abstract)

본 논문에서는 2003년 태풍 ‘매미’에 의해 붕괴된 송전철탑에 위치한 지역의 3차원 지형모형을 이용하여 송전철탑의 내풍 안전성을 검토하였다. 붕괴된 송전철탑의 위치에서 서로 다른 두 개의 풍하중 기준을 적용하여 풍하중을 산정하고, 풍동실험을 수행하여 얻은 풍속할증계수를 적용하여 얻은 풍하중과 비교하였다. 각각의 풍하중을 154kV급 규모의 송전철탑에 적용하여 풍응답 수치해석을 수행하였다. 풍동실험을 통해 얻은 풍속할증계수를 고려할 경우의 풍응답은 각각의 기준에 의해 구한 풍응답보다 수평변위, 압축응력도 등에서 훨씬 큰 응답이 나타났다. 특히 주주재에서 발생하는 압축응력도는 허용좌굴응력도를 넘어 허용압축응력도까지 초과하는 것으로 나타났다. 따라서 산악지형에 위치한 송전철탑의 풍하중을 산정할 때는 3차원 지형효과를 고려하지 않으면 안 된다. 태풍 ‘매미’에 의해 붕괴된 송전철탑도 풍속할증에 의한 과도한 풍하중에 의해 붕괴된 것으로 판단된다.

참고문헌 (Reference)

1 "태풍에 의해 송전철탑이 붕괴된 산악지형의 풍속할증평가" 25 (25): 95-98, 2005년

2 "송전철탑 설계를 위한 풍하중 산정 비교" (8) : 170-175, 2005

3 "세계 주요 풍하중 기준의 지형조건에 따른 풍속할증계수의 검토" (8) : 77-87, 2005

4 "건축물하중 기준 및 해설" 2000

5 "가공송전용 철탑설계기준" 2004

6 "Turbulent Flow over a Low Hill Joural of the Royal Meteorological Society" 101 : 929-955, 1975

7 "The Prediction of Mean Wind Speeds above Simple 2D Hill Shapes J. of Wind Engineering and Industrial Aerodynamic" 15 : 259-220, 1983

8 "Simple Guidelines of Estimating Wind Speed Variation due to Small Scale Topographic Features" 18 (18): 3-32, 1984

9 "Flow over an Isolated Hill of Moderate Slope" 105 1979-, r.l.sykes

10 "A Wind Tunnel study of Turbulent Flow over a Three-dimensional Steep Hill" 83 : 95-107, 1999

11 "3차원 산지형의 풍속분포특성에 관한 실험적 연구" 19 (19): 211-216, 1999