공동주택의 변장비에 따른 KBC2016과 CFD 해석의 풍하중 비교 연구 = A Comparative Study on Wind Loads of KBC2016 and CFD Analysis Based on Aspect Ratio of Apartment Buildings
저자
발행사항
창원 : 창원대학교, 2017
학위논문사항
학위논문(석사)-- 창원대학교 대학원 : 건축공학과 2017. 8
발행연도
2017
작성언어
한국어
주제어
KDC
531.116 판사항(5)
발행국(도시)
경상남도
형태사항
78장 ; 26 cm
일반주기명
지도교수: 윤태호
창원대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다
소장기관
풍하중 평가의 목적은 건축물의 구조안전을 확보하고 경제적인 외벽설계를 하는 것이다. 건축물의 진동을 억제하고 구조물의 안정성 확보와 사용성 및 경제성을 향상시키는데 그 목적이 있다. 특히 바람에 의한 건축물의 진동은 그 성향이 복잡하며, 변동성이 크므로 예측하기 어렵기 때문에 해당 건축물과 주변환경에 대한 충분한 이해와 작용 풍하중에 대한 여러 가지 응답을 고려하여야한다.
우리나라는 1970년대 이후 급속한 산업성장으로 도시화가 진행되면서 기상대 주변의 지표면상황이 크게 달라졌고, 최근에는 지구온난화 등 이상기후로 태풍 등의 강도가 증가하는 추세 때문에 풍속의 변화폭이 매우 커졌다.
최근 들어 우리나라로 내습하는 태풍의 빈도 및 강도가 증가하는 추세에 있다. 뿐만 아니라 최근 우리나라에 내습한 대형태픙으로 2000년 사오마이, 2002년 라마순, 펑셴, 루사, 2003년 매매, 2016년 차바 등이 있으며, 이 태풍의 영향으로 경기장의 막구조 파손, 도로의 유실, 건물 외장재 파손, 크레인, 송전탑 전도 등 전국적으로 많은 풍피해를 남겼다.
오늘날 빌딩의 설계 및 시공기술의 발달과 새로운 신소재 개발, 시대적 요구 등으로 인하여 전 세계적으로 다수의 초고층건물이 계획되거나 시공되어지고 있다. 초고층 건물은 세장비가 높기 때문에 외력에 대한 에너지 분산 능력이 적어 바람 및 지진 등 진동에 의해 구조적 안전성 및 주거자의 불쾌감을 유발하는 문제점이 발생한다. 그러므로 바람, 지진과 같은 횡방향의 동적하중에 의해 발생하는 진동문제는 필수적인 고려사항이라고 할 수 있다.
고층건물은 바람에 아주 큰 영향을 받는 특성이 있기 때문에 정확한 풍압, 풍하중 분석은 무엇보다 중요하다고 할 수 있다. 정확한 풍압 계산을 위해 실제적으로 풍동실험을 통한 검증이 일반적으로 가장 바람직 하지만 그렇지 못할 경우에는 일반적으로 법규에 의한 해석을 따른다.
일반적으로 산정식 계산과 풍동실험을 통한 풍하중 평가는 매우 복잡한 계산과정을 거쳐야 하며, 비용 또한 만만치 않다. 따라서 이러한 문제점을 보완하기 위해서 최근에 CFD 프로그램 해석을 통한 풍하중 해석이 대안으로 활용되고 있다.
본 연구는 건물의 평면 형태별 KBC2016(건축구조기준) 풍하중 설계기준과 풍하중 프로그램 모델링 해석의 결과를 비교하는 과정을 통하여, 건축기준과 프로그램 해석의 특성을 파악하고 해석 결과를 통하여 프로그램 모델링의 데이터 적합성 여부를 평가해 볼 것이다. 더 나아가 고층 건물의 정확하고 경제적인 풍하중 구조해석을 가능하게 하는데 기여하고, 초고층 구조 시스템의 기본 계획 및 풍하중 계획에 중요한 기초 자료로 활용 될 수 있을 것으로 판단된다.
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