GFRP DSCT 구조를 적용한 3MW급 풍력타워의 단면 설계

• 영문명: Section Design of 3MW Wind Turbine Tower Applied by GFRP DSCT Structure
• 발행기관: 한국방재학회
• 저자명: 홍혜민(Hong, Hyemin) 김성원(Kim, Sungwon) 한택희(Han, Taek Hee)
• 간행물 정보: 『2. 한국방재학회 논문집』 20권5호, 175~184쪽, 전체 10쪽
• 주제분류: 공학 > 기타공학
• 파일형태: PDF
• 발행일자: 2020.10.30

국문 초록

본 연구에서는 3 MW급 해상풍력 타워에 적용 가능한 Glass Fiber Reinforced Polymer Double-Skinned Composite Tubular (GFRP DSCT) 기둥의 단면을 설계하고 단면의 성능을 확인하기 위하여 해석을 수행하였다. 설계단면은 AutoDSCT 프로그램을 이용하여 축강도 및 휨강도의 요구성능을 만족하는 40개의 단면을 산출하여 가장 경제적인 단면을 선정하였다. 해석 수행시, 재료에 대한 비선형성, 콘크리트 구속효과 및 상재 풍력터빈의 자중을 고려한 대변위 효과를 고려하였다. 해석 결과, 4.5 m 직경을 가진 단면의 경우, 중공비 70%~85%일 때, 요구성능을 만족하였으며, 직경 4.275 m, 4.05 m, 3.825 m의 경우, 중공비 70%~82%, 70%~76%, 70%를 가진 단면이 요구성능을 만족하는 것으로 나타났다. 또한, 운반의 편리성 및 용이성을 위해 기둥에 대하여 모듈화를 수행하였으며, 각 높이에 따른 모듈의 단면을 제시하고 각 단면의 성능을 확인하였다.

영문 초록

In this study, cross-sections of GFRP DSCT (Glass Fiber Reinforced Polymer Double-Skinned Composite Tubular) column applicable to a 3 MW wind power tower were designed and performance evaluations of the designed sections were conducted. Forty sections, which satisfied the required axial load and bending moment, were designed according to the corresponding hollow ratio using the AutoDSCT program. Each section was analyzed using the CoWiTA program with consideration of the nonlinearity of the material, concrete confinement effect, and large displacement effect. Consequently, for a section with a diameter of 4.5 m, the requirement was satisfied when the hollow ratio was 70% to 85%, and for the diameters of 4.275 m, 4.05 m, and 3.825 m, sections with hollow ratios between 70% and 82%, 70% and 76%, and only 70%, respectively, satisfied the requirement respectively. Further, modularization was also carried out on the columns for convenience and ease of transport, and the performance of each section was verified by presenting sections of the module for each height.

목차

1. 서 론

2. DSCT 기둥 자동 단면 설계 프로그램

3. GFRP DSCT 풍력타워 단면 설계

4. 대변위 효과를 고려한 풍력타워 거동 분석

5. DSCT 풍력타워 높이에 따른 단면설계

6. 결 론

감사의 글

References

키워드

풍력타워 복합재료 단면설계 FRP GFRP DSCT Composite Material Wind Power Tower Section Design