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피뢰설비 Pole의 풍력계수에 대하여

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  • 하이구조
  • 21-02-20 12:29
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Question :
 
안녕하세요. 구조해석 업무를 담당하고 있는 엔지니어 입니다.
KBC-2016에 따라 풍하중 계산하면서 고민되는 내용이 있어 자료를 찾다 여기로 오게 되었습니다.
 
구조물의 풍력계수를 정함에 있어 의문사항이 있어 글 올려봅니다.
적용구조물은 해안가에 설치된 LNG 저장용 tank 상부(65~70 m)에 설치되는 피뢰설비의 Pole입니다.
 
표0305.7.11에 따라 풍력계수를 적용하려 합니다.
 
Pole은 경사진 pipe 형상이며 Model-1과 Model-2의 차이는 아랫단의 지름 차이입니다.
큰 차이는 아니지만 풍력계수는 2.31과 0.86로 계산되었습니다.
너무 큰 차이를 보이고 있습니다.
 
-----------------[Model-1]-----------------------------------
d = 0.08 m(평균), 아랫단: 0.1 m , 윗단: 0.06 m
h = 6 m
q= 2782 N/m^2
 
d*q^(0.5) = 4.2
 
선형 보간에 의한 풍력계수 = 2.31
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-----------------[Model-2]-----------------------------------
[Model-2]
d = 0.11 m(평균), 아랫단: 0.16 m , 윗단: 0.06 m
h = 6 m
q= 2782 N/m^2
 
d*q^(0.5) = 5.8
 
선형 보간에 의한 풍력계수 = 0.86
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질문 1. 피뢰설비의 Pole의 풍력계수를 <표0305.7.11> 에 따르면 되는지요?
질문 2. 여기서, d 는 평균 지름을 의미하는 지 아니면 구조물의 2/3 높이에서의 지름인지요?
질문 3. d*q^(0.5) < 5.3 인 경우 표에서 벗어난 (h/d = 25) 조건에 대하여 선형 보간하는 것이 맞는지 아니면 최대값을 1.2로 봐야 하는지요?
 
가트스영향계수는 세장한 구조물로 간주하여 유연구조물로 계산하였으며, 참고로 1차 고유진동수는 2.9Hz, 6.2Hz 로 계산되었습니다. Model-1의 경우 설계풍압이 설계속도압의 4.6배에 달합니다.
 
동특성을 고려한 수치이지만 너무 가혹한 조건인 것 같습니다.
 
 
Pole의 지름에 따라 풍력계수가 큰 차이를 보여 이상한(?) 질문을 하게 되었습니다.
 
감사합니다.
 
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Answer :
 
현행 KDS 41 10 15 건축구조기준 설계하중의 5.풍하중을 기준으로 답변드립니다.
 
질문의 구조물이 LNG 저장용 tank 상부(65~70m)에 설치되는 피뢰설비의 Pole이라면,
풍력계수를 질문의 <표0305.7.11>인 현행 KDS 41 10 15 <표 5.7-11> 굴뚝, 탱크 및 유사 구조물의 풍력계수를 사용하는 것은 합당하지 않다고 판단됩니다.
 
<표 5.7-11>의 h/d는 구조물의 높이/원형단면의 지름으로, 질문의 구조물은 25를 초과함으로, 이를 적용하는 것은 바람직하지 않을 것으로 판단됩니다.
 
이것보다는 현행 KDS 41 10 15의 5.7.3 풍력계수, (8)부재를 적용하여 2개의 Model 동일하게 원형부재인 1.2를 풍력계수로 사용하는 것이 바람직할 것으로 사료됩니다.
 
 
행복한 주말보내세요. ^^
 
 

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