풍동실험에 기초한 풍방향 가스트하중계수 경험식에 관한 연구
A Study on the Empirical Formula of Along-Wind Gust Loading Factor Based on Wind Tunnel Test
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초록
건축물에 가해지는 풍하중을 평가하는 방법은 과거로부터 많은 발전을 이루었다. 그 중 비교적 간단한 방법인 가스트하중계 수법이 있다. 정적풍하중에 동적계수를 곱하여 등가정적풍하중을 평가하는 방법으로 여러나라 기준에서 사용되고 있다. 동적계수는 가스트영향계수(Gust Effect Factor:DGEF)와 가스트하중계수가(Gust Loading Factor:MGLF)가 사용된다. DGEF는 변위 기반으로서 이론적인 가정을 통해 산출할 수 있는 반면 그 과정이 다소 복잡하고, MGLF는 모멘트를 기반으로 하며 풍동실험으로 전도모멘트를 측정하여 산정할 수 있지만 기초자료를 구축하는 것에 많은 시간과 노력이 소요된다. 따라서 본 연구에서는 MGLF 산정 시 필요한 풍방향 평균풍력계수CF, 평균전도모멘트계수CM, 변동전도모멘트계수 CM 가 다양한 형상비( ), 변장비(D/B), 지표면조도구분(α)에 따라 변화하는 경향을 비교 분석하였다. 이를 통해 풍방향 평균풍력계수 CF, 평균전도모멘트 관련 계수 Cg, 변동전도모멘트 관련 계수 Cg 의 경험식을 제안하여 MGLF 산정에 대한 기초자료를 제시하였다.
Abstract
The method of evaluating the wind load generated in buildings has developed a lot from the past. Among them, there is a relatively simple method, the gust loading factor method. This is a method of evaluating the equivalent static wind load by multiplying the static wind load by the dynamic coefficient and is used in the standards of many countries. Dynamic coefficients include Gust Effect Factor(DGEF) and Gust Loading Factor(MGLF). DGEF is displacement-based and can be calculated through theoretical assumptions, but the process is somewhat complicated. MGLF is based on the overturning moment and can be calculated by measuring the overturning moment through wind tunnel tests, but it takes a lot of time and effort to construct basic data. Therefore, in this study, we compared and analyzed the tendency of the along-wind mean wind force coefficient CF, mean overturning moment coefficien CM, and fluctuating overturning moment coefficient CM required when calculating MGLF to change according to aspect ratios( ), side ratios(D/B), and surface roughness(α). Through this, empirical formulas for the along-wind mean wind force coefficient CF, coefficients related to mean overturning moment Cg, and coefficients related to fluctuating overturning moment Cg were proposed, and basic data for MGLF calculation were presented.
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