5.5 ㎿ 해상풍력터빈에 대한 허용지지력 기반 세굴취약도
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2021
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62-62(1쪽)
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고정식 해상풍력터빈과 같이 기초가 해저면에 고정되어 있는 구조물에서 발생하는 문제점 중의 하나는 세굴에 의한 침식현상이다. 세굴 현상은 유체의 흐름과 구조물 사이의 상호작용으로 인해 해저 입자가 유실되는 현상으로 정의할 수 있으며, 설계 시 고려해야 하는 중요한 요소이다.
해상풍력터빈의 경우 교량 교각의 경우처럼 세굴 현상에 대한 연구가 광범위하게 진행되지는 않았지만, 세굴 현상에 대한 연구가 지속적으로 진행되고 있다. 하지만 기존연구들은 세굴에 대해 결정론적 설계법에 의한 연구 가 대부분이었으며, 확률론적 연구는 거의 진행되지 않고 있다.
따라서 본 연구에서는 지진에 대한 위험도를 평가하는 방법 중 하나인 지진위험도 평가기법을 변형하여 세굴취약도 평가를 진행하였다.
세굴 취약도 평가는 허용 지지력 기반으로 계산하였다. 세굴 깊이를 0.5m 간격으로 증가시키면서 지반의 허용 지지력을 계산한 후, 세굴이 발생하지 않았을 때의 최대 부재력과 비교하여 파괴 여부를 결정하였다.
One of the problems that occurs in structures where the foundation is fixed to the sea floor, such as a fixed offshore wind turbine, is erosion due to scouring. Scouring can be defined as a phenomenon in which seafloor particles are lost due to the interaction between the fluid flow and the structure, and is an important factor to be considered when designing.
In the case of offshore wind turbines, research on scouring phenomenon has not been extensively conducted as in the case of bridge and piers, but research on scouring phenomenon is ongoing. However, most of the existing studies have been studied by deterministic design methods for scouring, and probabilistic studies are hardly in progress.
Therefore, in this study, the seismic risk assessment method, one of the methods of evaluating the risk of earthquakes, was modified to evaluate the scour fragility curves.
The scour fragility curves evaluation was calculated based on the allowable bearing capacity. After calculating the allowable supporting force of the ground while increasing the scouring depth by 0.5m intervals, the failure was determined by comparing it with the maximum member force when no scouring occurred.
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