• 한국방재학회:학술대회논문집
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• 2011.02a
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• pp.71-71
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• 2011

캣워크는 현수교의 주케이블을 가설을 위해 일시적으로 설치하는 공중작업발판으로 주케이블 가설장비와 작업원 등의 하중을 지지한다. 캣워크는 유연한 구조물로서 풍하중에 상당한 변형이 발생한다. 하지만, 국내외를 막론하고 캣워크의 내풍안정성에 대한 연구는 별로 이루어지지 않았다. 거기에 더하여 캣워크에 작용하는 정적 공기력에 대한 정보도 부족하며, 현재 캣워크 단면에 대한 적절한 풍하중을 산정하지 못하고 경험적인 설계가 이루어지고 있다. 따라서 캣워크의 효율적인 내풍설계를 위하여 풍동실험을 통한 충실률과 공기력계수와의 관계를 알아보는 것이 필요하다. 이를 위하여 축척 1/4인 모형을 사용한 풍동실험을 통하여 메쉬망의 크기를 변화시키면서 충실률에 따른 공기력계수를 측정하고 설계식을 제안하고자 한다. 캣워크는 로프와 아울러 가는 철망으로 아래와 양 옆이 막혀 있다. 즉 바람을 직접 받는 부분인 철망은 가는 원형단면으로 구성되어 있다. 원형 단면의 경우에 레이놀즈 수에 따라 항력계수가 크게 변하는 것으로 알려져 있다. 그러나 가는 원형 단면으로 둘러싸인 캣워크의 항력계수에 레이놀즈 수가 미치는 영향에 대해서는 연구된 바가 없다. 본 연구에서는 캣워크의 공기력계수에 미치는 레이놀즈 수에 대한 영향을 파악하고자 1/4모형과 1/14모형을 제작하여 최대풍속 30m/s까지 변화시켜가면서 공기력계수를 측정하였다. 이때 레이놀즈 수는 최대 20배까지 차이가 나므로 만약 공기력계수가 레이놀즈 수의 영향을 받는다면 확실히 그 영향을 파악할 수 있다. 본 연구에서는 풍동실험을 통해 충실률과 공기력계수와의 관계과 레이놀즈 수의 영향을 살펴보았으며, 정적공기력 계수의 설계식을 제안하였다. 본 연구를 통하여 얻은 결과를 정리하면 다음과 같다. 1. 축척 1/14 및 1/4 모형을 사용하여 다양한 풍속에서 공기력계수를 측정한 결과, 캣워크에 작용하는 정적 공기력계수는 레이놀즈 수의 영향을 받지 않는 것으로 나타났다. 따라서 향후 새로운 형식의 캣워크에 대한 풍동실험을 수행할 경우에 축척에 상관없이 풍동실험 결과를 사용할 수 있을 것으로 판단된다. 2. 풍동실험 결과, 캣워크에 작용하는 정적 공기력계수 중 항력계수와 피칭모멘트계수는 측면 충실률에 따라 달라지고, 영각에 대한 양력계수의 기울기는 하부 충실률의 영향을 받는 것으로 나타났다. 그리고 주케이블이 캣워크 내부에 위치하고 있어도 캣워크의 정적 공기력계수에는 큰 영향을 미치지 않은 것으로 측정되었다. 이를 정리하여 캣워크 충실률에 따른 정적 공기력계수의 추정식을 제안하였다.

• 한국방재학회:학술대회논문집
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• 2011.02a
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• pp.76-76
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• 2011

현재까지 시공된 사장교 중, 주경간이 가장 긴 교량은 중국의 수통대교(1088m)이다. 이에 버금가는 사장교로 홍콩의 스톤커터교(1018m) 역시 주경간장이 1000m가 넘는다. 바야흐로 사장교 역시 주경간 1000m의 시대가 열린 것이다. 우리나라 역시 세계적 흐름에 맞추어 주경간 800m의 인천대교(세계 5위)를 시공한바 있다. 이와 같이 교량의 초장대화는, 교량 건설 분야에서 기술경쟁력의 지표가 될 뿐만 아니라 세계 건설 시장의 큰 흐름이라고 할 수 있다. 이에 본 연구는 세계적 추세에 발맞추어, 국내 각계의 건설 전문가들이 모여 만든 초장대 교량 사업단의 기술 혁신 사업의 일환으로 이루어졌다. 교량이 장대화 되면서 바람의 의한 영향이 중요해진다는 것은 주지의 사실이다. 특히 사장교와 현수교 같은 특수 교량의 경우, 정적 및 동적 내풍 성능이 반드시 고려되어야만 한다. 본 연구에서는 주경간 1200m의 사장교를 가정하고, 이 사장교의 내풍 단면을 개발, 그 단면에 대한 정적 및 동적 내풍 성능을 평가하고자 하였다. 정적 내풍 성능으로는 단면의 형상에 따른 풍하중을 파악하고자 했으며, 동적 내풍 성능으로는 풍속에 따른 교량의 연직방향 변위 및 플러터 속도를 파악하고자 하였다. 이 실험은 추후에 3차원 전교모형실험의 기본 데이터로 활용하였다. 본 실험을 통해 개발된 단면의 등류 및 난류 상태에서의 영각별 정적 공기력계수를 계산해내었고, 설계풍속이 54.7m/s일때 한계풍속 65.64m/s(거마대교 기준)하에서의 중앙 경간의 풍속별 평균 변위를 측정하였으며, 이를 토대로 이 교량의 영각별 플러터 속도를 계산해 내었다.

• Spatial Information Research
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• v.23 no.5
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• pp.75-85
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• 2015

Recently deformed or destroyed of soundproof wall by local winds and typhoon has increased. This research proposed the estimation method of the design wind load of soundproof wall using spatial information analysis based on 1:5,000 digital map and performed comparative analysis with actual application cases. According to the result of quantitative evaluation using GIS, the surface roughness in the downtown area packed with buildings was III and the surface roughness in the suburban district with a relatively small number of buildings was II and the surface roughness in the district packed with open areas and typical farmhouses was I. This shows that the wind load of the soundproof walls reflecting the actual surface conditions was estimated. If the quantitative GIS analysis presented in this study is applied to wind-resistant design of soundproof walls, it is supposed that this will be helpful in more rational wind-resistant design by remedying the existing problem in which the wind load varies depending on designer's subjectivity.

• Journal of Korean Society of Steel Construction
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• v.18 no.1
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• pp.33-45
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• 2006

Cable-stayed bridges are more inherently vulnerable to wind during the erection stages than when they are already being used. Even if a bridge that is already being used is aerodynamically stable, it is prone to having aerodynamic instabilities within the design wind speed during construction. Therefore, when the bridge's designers deliberate on the method they will use in constructing the bridge, they must likewise come up with a suitable plan to ensure the stability of the bridge during its erection (e.g., conducting a wind-tunnel investigation). This paper describes the aeroelastic full-bridge model tests that were conducted to investigate the aerodynamic behavior of the bridge during erection, with emphasis on aerodynamic stability and the mitigation of the buffeting response through temporary stabilization. The aerodynamic performance of a cable -stayed bridge with a main span of 50 m was studied in its completed stage and in two erection stages, corresponding 50% and 90% completion, respectively. In the 50% erection stage tests, a balanced cantilever configuration, with wind cable and temporary support at the tower, was conducted. The system that was determined to be most effective in reducing wind action on the bridge during construction was proposed in the paper, based on the results of the comparative study that was conducted.

• Proceedings of the Computational Structural Engineering Institute Conference
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• 2009.04a
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• pp.331-334
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• 2009

본 논문에서는 계측을 통한 초고층 무량판 구조물의 횡강성 산정식의 유효성을 검정하였다. 초고층 건축물의 풍진동은 건축물의 사용성 평가에 중요한 구조설계요인 중 하나이다. 신뢰성 있는 풍하중 및 풍진동을 얻기위해서는 정확한 고유주기의 예측이 중요하며 고유주기 예측에 오차가 있을 경우 하중을 지나치게 과대평가하게 되는 문제를 유발하게 된다. 본 논문에서는 최근들어 국내에서 본격적으로 증가하고 있는 초고층 무량판 구조시스템의 건축물에 대한 해석 모델링과 실측을 통하여 추정된 무량판 초고층 건물의 동적특성을 바탕으로 구조해석과 동적거동의 계측을 통하여 내풍설계를 위한 횡강성 및 주기를 산정하는 연구를 수행하였다.

• Computational Structural Engineering
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• v.10 no.2
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• pp.203-211
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• 1997

In the design of tall building system, the wind loading can be more dominant factor than earthquake loading, and thus, it is important to check the stability and human comfort against wind. Experimental wind tunnel test is usually performed to predict wind behavior of a tall building, however, the test is not cost-effective in the preliminary stage for various structural models of tall building systems. In this regard, the study is focused on the numerical wind analysis of the tall building with and without tuned mass dampers based on the three dimensional model of wind loads and building behavior. As a numerical result, an asymmetrical 102-story tall building is presented to show the results of root mean squares of build responses with and without tuned mass dampers.

• KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research
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• v.30 no.3A
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• pp.241-256
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• 2010

This study intends to develop an aerodynamic girder for suspension bridge with width corresponding to 1/70 of the main span length. In the first step of present study, parametric study for the effects of major structural properties on aerodynamic stability of bridges was performed. The span length and natural frequency of bridges were found to be free from girder width, girder height, and aspect ratio of width to height. The empirical equation according to confidence interval was proposed to estimate the natural frequencies of bridges from span length. From the sensitivity analysis, it was revealed that the torsional frequency was dominant parameter among various structural properties that affected flutter velocity mostly. The final aerodynamic bridge section which satisfied the flutter criteria was found from section wind tunnel tests for 30 cross sectional models. The aerodynamic stability of the developed cross section was verified by multimode flutter analysis. The present economical cross section can be used for long span suspension bridge.

• Journal of the Korean Association of Geographic Information Studies
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• v.20 no.2
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• pp.32-46
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• 2017

Recent rapid urban expansion and crowding of various industrial facilities has affected the features of a significant part of downtown area, resulting in areas having buildings with a wide range of height and the foothills. To compute a velocity pressure exposure coefficient, namely the design wind speed factor, this study defines ground surface roughness by utilizing concentration analysis for the height of each building. After obtaining spatial data by extracting a building layer from digital maps, the study area was partitioned for the concentration analysis and to allow investigation of the frequency distribution of building heights. Concentration analysis by building height was determined with the Variation-to-Means Ratio (VMR) and Poisson distribution analysis using a buildings distribution chart, with statistical significance determined using Chi-square verification. Applying geographic information systems (GIS) with the architectural information made it possible to estimate a velocity pressure exposure coefficient factor more quantitatively and objectively, by including geographic features, as compared to current methods. Thus, this method is expected to eliminate inaccuracies that arise when building designers calculate the velocity pressure exposure coefficient in subjective way, and to help increase the wind resistance of buildings in a more logical and cost-effective way.

• Journal of the Korean Society for Railway
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• v.15 no.1
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• pp.17-22
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• 2012

Installation of screen doors at platform ensures safety of passengers by separating platform from tracks. Besides, it reduces drought and air pressure caused by train conserves heating and cooling energy in the station. In order to guarantee safety of platform screen doors, design considering evaluation of wind pressure requires. In this study, Sosa station, semisealed screen door and EMU are analyzed to estimate the wind pressure of platform screen doors model. Also Sosa station is influenced by climatic condition because it exposed to outside. Therefore, analysis on the wind pressure of platform screen doors is performed under the worst weather condition such as typhoon. The results of analysis, Maximum inside pressure 287 Pa, and consideration of outside pressure as typhoon to the maximum design pressure of 865 Pa 2756.25 Pa conditions approximately 3.1 times the difference can be seen that ensure stability.

• Proceedings of the Computational Structural Engineering Institute Conference
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• 2005.04a
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• pp.652-659
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• 2005

Even in moderate to low seismic regions like Korean peninsular where wind loading usually governs the structural design of a tall building, the probable structural impact of the design basis earthquake or the maximum credible earthquake on the selected structural system should be considered at least in finalizing the design. In this study, by using response spectrum analysis and linear time history analysis method, seismic performance evaluation was conducted for wind-designed concentrically braced steel highrise buildings. Both spectrum-compatible artificial accelerograms and recorded accelerograms were used as input ground motions for the time history analysis. The analysis results showed that wind-designed concentrically braced steel highrise buildings possess significantly increased elastic seismic capacity due to the system overstrength resulting from the wind-serviceability criterion and the width-to-thickness ratio limits on steel members. Time history analysis results generally tended to underestimate the seismic response as compared to those of response spectrum analysis.