Parametric Study on Lateral Behavior of DSCT Column

An analytical model of double skinned composite tubular (DSCT) column was developed and parametric studies were carried out. The developed model considered the confining effect and nonlinearity of concrete. By the buckling or yielding condition of the inner tube of a DSCT column, its failure mode and concrete model were defined. The strength of concrete, the hollow ratio of the column, and the thickness of an inner tube were selected as parameters to affect the behavior of the column. The analysis result showed that concrete strength and the thickness of the inner tube affect the axial strength and moment capacity of the column while the hollow ratio affects only its axial strength. A companion paper investigates the characteristic of the DSCT column through the experiment and demonstrates the rigor and the validity of the present analytical model.ondition of the inner tube of a DSCT column, its failure mode and concrete model were defined. The strength of concrete, the hollow ratio of the column, and the thickness of an inner tube were selected as parameters to affect the behavior of the column. The analysis result showed that concrete strength and the thickness of the inner tube affect the axial strength and moment capacity of the column while the hollow ratio affects only its axial strength. A companion paper investigates the characteristic of the DSCT column through the experiment and demonstrates the rigor and the validity of the present analytical model.1

Optimum Design of Composite Offshore Wind Power Tower

A steel-concrete composite wind power tower was proposed. And an automatic design program, which can design optimized section dimensions, was developed. If an outer diameter and requested capacities are given for a composite wind power tower, the developed program performs axial force-bending moment interaction analyses for hundreds of sections of the tower and suggests ten optimized designs. The analysis considers material nonlinearities of concrete and steel, and the confining effect of concrete. As the analysis examples, some sections were designed for arbitrarily given moments and axial forces. And a designing process was performed for the loads of wind power turbine and wind load. The designed section and analysis results showed the developed program suggested rational and satisfactory section designs.tower, the developed program erforms axial force-bending moment interaction analyses for hundreds of sections of the tower and suggests ten optimized designs. The analysis considers material nonlinearities of concrete and steel, and the confining effect of concrete. As the analysis examples, some sections were designed for arbitrarily given moments and axial forces. And a designing process was performed for the loads of wind power turbine and wind load. The designed section and analysis results showed the developed program suggested rational and satisfactory section designs.2

NON-POWER COOLING DEVICE FOR UNDERWATER DATACENTER

** 첨부파일 참조 *

Reliability Analysis on Wind Turbine Tower Structures with Composite Section

최근 풍력발전 타워의 높이를 100 m 이상으로 높이고자 하는 연구가 많은 관심을 받고 있다. 유럽의 경우 10 MW급 이상의 초대형 풍력터빈을 지지하기 위하여 타워의 높이를 높이고자 하고 있으며, 미국의 경우 기존 3-5 MW급 풍력터빈을 적용하는데 있어 타워의 높이를 높임으로써 좀 더 우수한 품질의 바람을 이용할 수 있고 따라서 미국 내륙의 대부분의 지역에서 경제성을 확보할 수 있는 풍력단지 건설이 가능해 지기 때문에 이와 같은 타워 높이를 높이고자 하는 데 큰 관심이 있다. 기존 원형 강재로 이루어진 풍력발전 타워의 경우 타워의 높이를 100 m 이상 높이는 경우 좌굴 안정성이 크게 저하되므로 이를 방지하기 위하여 강재 두께를 증가시키거나 무보강 강재 대신 보강 강재를 사용하여야 되며, 이러한 경우 타워 구조물의 비용이 증가하여 전체적인 경제성이 저하된다. 따라서 최근에는 100 m 이상 높이의 타워 비용을 줄이기 위하여 콘크리트 타워와 합성형 타워가 제안되고 있다. 이 연구에서는 특히 최근 제안되고 있는 합성형 단면인 이중관 콘크리트 충진(DSCT, Double-Skinned Composite Tubular) 합성형 단면을 적용한 타워 구조물을 대상으로 연구를 수행하였으며, DSCT 단면은 유사한 제원의 콘크리트 기둥에 비하여 단면을 절감할 수 있는 장점이 있고, 또한 이와 같은 합성형 구조는 기존 강재 단면 대비 좌굴안정성이 향상되며, 이러한 장점은 풍력발전 타워의 높이를 높여 발전량을 늘이고자 하는 최근 경향에 부합하는 타워를 제작할 수 있게 해 준다. 이 연구에서는 이와 같이 최근 제안되고 있는 합성형 단면을 갖는 풍력발전 타워의 신뢰성 해석과 관련된 연구를 수행하였다. 신뢰성 해석을 위하여 Monte Carlo워의 높이를 높임으로써 좀 더 우수한 품질의 바람을 이용할 수 있고 따라서 미국 내륙의 대부분의 지역에서 경제성을 확보할 수 있는 풍력단지 건설이 가능해 지기 때문에 이와 같은 타워 높이를 높이고자 하는 데 큰 관심이 있다. 기존 원형 강재로 이루어진 풍력발전 타워의 경우 타워의 높이를 100 m 이상 높이는 경우 좌굴 안정성이 크게 저하되므로 이를 방지하기 위하여 강재 두께를 증가시키거나 무보강 강재 대신 보강 강재를 사용하여야 되며, 이러한 경우 타워 구조물의 비용이 증가하여 전체적인 경제성이 저하된다. 따라서 최근에는 100 m 이상 높이의 타워 비용을 줄이기 위하여 콘크리트 타워와 합성형 타워가 제안되고 있다. 이 연구에서는 특히 최근 제안되고 있는 합성형 단면인 이중관 콘크리트 충진(DSCT, Double-Skinned Composite Tubular) 합성형 단면을 적용한 타워 구조물을 대상으로 연구를 수행하였으며, DSCT 단면은 유사한 제원의 콘크리트 기둥에 비하여 단면을 절감할 수 있는 장점이 있고, 또한 이와 같은 합성형 구조는 기존 강재 단면 대비 좌굴안정성이 향상되며, 이러한 장점은 풍력발전 타워의 높이를 높여 발전량을 늘이고자 하는 최근 경향에 부합하는 타워를 제작할 수 있게 해 준다. 이 연구에서는 이와 같이 최근 제안되고 있는 합성형 단면을 갖는 풍력발전 타워의 신뢰성 해석과 관련된 연구를 수행하였다. 신뢰성 해석을 위하여 Monte Carlo2

Section Design of DSCT Tower Supporting Wind and Tidal Power Turbines

Wind power is a major renewable energy source with economic feasibility. However, wind power energy has a disadvantage of having a wide range of fluctuation in its output depending on the variability of the wind. Recently, to increase effectiveness and efficiency of renewable energies, researches to develop systems combined with wind and other energies are being carried out. A DSCT (Double-Skinned Composite Tubular) tower, which is composed of two steel tubes and concrete filled between the inner and outer tubes, has hollowed section which decreases its self-weight. Due to inner and outer tubes, concrete is triaxially confined to increase strength. In this study, a DSCT tower supporting a 3.6MW wind turbine and two 225kW tidal turbines was suggested. Also, the section design of the DSCT tower was performed and presented. Basic section design was conducted by AutoDSCT[1] which is automatically generating program bottom sections of the tower satisfying design loads. The performances of the designed sections were analyzed by CoWiTA[2] which evaluates bending performance of a column considering material nonlinearity, confining effect of concrete, and large displacement effect.In this study, the bottom diameter of the tower was set as 4.5 m based on the reference steel tower suggested by Ljjj and Gravensen in 2008[3]. The top diameter and the height of the tower with 3.6m and 106m were considered for analysis. Moreover,tiveness and efficiency of renewable energies, researches to develop systems combined with wind and other energies are being carried out. A DSCT (Double-Skinned Composite Tubular) tower, which is composed of two steel tubes and concrete filled between the inner and outer tubes, has hollowed section which decreases its self-weight. Due to inner and outer tubes, concrete is triaxially confined to increase strength. In this study, a DSCT tower supporting a 3.6MW wind turbine and two 225kW tidal turbines was suggested. Also, the section design of the DSCT tower was performed and presented. Basic section design was conducted by AutoDSCT[1] which is automatically generating program bottom sections of the tower satisfying design loads. The performances of the designed sections were analyzed by CoWiTA[2] which evaluates bending performance of a column considering material nonlinearity, confining effect of concrete, and large displacement effect.In this study, the bottom diameter of the tower was set as 4.5 m based on the reference steel tower suggested by Ljjj and Gravensen in 2008[3]. The top diameter and the height of the tower with 3.6m and 106m were considered for analysis. Moreover,1

An Experimental Study on the Behavior of Modularized Internally Confined Hollow Reinforced Concrete Beam Joints

중공철근콘크리트 내부를 강관으로 보강한 내부구속 중공 철근콘크리트(ICH RC: Internally Confined Hollow Reinforced Concrete) 보의 모듈화를 위하여 두 종류의 연결부 형식을 제안하고, 그 성능을 실험적으로 평가하였다. 일체형 시험체와 쉬스관 형상과 내부 연결 플레이트의 사용 유무에 차이를 둔 두 가지 시험체를 제작하였으며, 4점 재하실험을 수행하여 접합부 거동 특성 및 파괴양상을 분석하였다. 실험 결과, 탄성구간에서 모듈형 시험체와 일체형 시험체에서 발현하는 하중의 차이를 보였으나 소성구간으로 갈수록 그 차이가 감소하는 것으로 나타났으며, 모듈형 시험체의 최대하중은 일체형 시험체 최대하중의 90%-95% 까지 발현하는 것으로 나타났다. 접합부에서의 콘크리트의 비연속성과 철근 커플러의 파단에 의한 결과로 사료되며, 이러한 부분이 보강된다면, 모듈형 ICH RC 구조물과 일체형 ICH RC 구조물의 거동이 유사하게 나타날 수 있을 것으로 판단된다. In this study, two types of connecting method were suggested for modularized internally confined hollow reinforced concrete (ICH RC) beams. To evaluate their performances, bending tests were carried out with a single-body specimen and two modular specimens. The two modular specimens have different connections which are distinguished with the shapes of sheath tube and the existence of connecting steel plates. The four points loading tests were performed to investigate the behavior of the modular specimens and their failure patterns. The test results showed that modular specimens have lower strengths than the single-body specimen in the elastic region, but the modular specimens finally exerted almost equal strengths to the single-body specimen at the plastic region. The maximum loads of the modular specimens were measured as 90%~95% of the single body specimen. Those experimental results are supposed by the discontinuity of the concrete at the joint and the fracture of the reinforced coupler. If these defects are reinforced, a modular ICH RC structure may show similar behavior to a single-body ICH RC structure.22Nkc

FRP DSCT 풍력타워 휨거동 실험 및 CoWiTA 결과 분석 비교

신재생에너지 사용 증가에 따라 풍력에너지에 대한 많은 연구 개발이 진행되어오고 있으며, 최근 풍력발전터빈의 대형화로 인해 타워의 세장비가 증가하고 있다. 이로 인하여, 기존 강재타워의 좌굴 안정성 및 기능 저하 문제점 등이 발생 할 수 있으며, 해상풍력의 경우, 부식의 문제가 발생할 수 있기 때문에, 고성능 신형식 복합구조를 적용한 지지구조 개발이 진행되고 있다. FRP DSCT 타워는 두 개의 FRP 관 사이에 콘크리트가 충진되는 구조이며, 타워의 하중이 작고 강도가 뛰어나며, 부식에 강하다. 본 연구에서는 FRP DSCT (Fiber Reinforced Polymer Double Skinned Composite Tubular) 구조가 적용된 풍력타워에 대한 거동해석 및 실험 검증을 실시하였으며, FRP DSCT 타워를 축소화하고 일체형 및 모듈형 FRP DSCT 타워에 대한 준정적 실험을 수행하였다. 이후, 일체형 및 모듈형 FRP DSCT 타워의 거동 실험 결과와 타워/기둥 해석 프로그램인 CoWiTA와 결과를 비교하였다. 그 결과, 모듈형은 CoWiTA 해석과 비슷한 결과를 나타내었으며, 일체형은 모듈형 및 CoWiTA 결과 보다 큰 하중을 지지할 수 있었다. 모듈형 연결부의 성능을 향상시킨다면, 일체형과 동등한 성능을 가질 수 있을 것으로 사료된다.풍력의 경우, 부식의 문제가 발생할 수 있기 때문에, 고성능 신형식 복합구조를 적용한 지지구조 개발이 진행되고 있다. FRP DSCT 타워는 두 개의 FRP 관 사이에 콘크리트가 충진되는 구조이며, 타워의 하중이 작고 강도가 뛰어나며, 부식에 강하다. 본 연구에서는 FRP DSCT (Fiber Reinforced Polymer Double Skinned Composite Tubular) 구조가 적용된 풍력타워에 대한 거동해석 및 실험 검증을 실시하였으며, FRP DSCT 타워를 축소화하고 일체형 및 모듈형 FRP DSCT 타워에 대한 준정적 실험을 수행하였다. 이후, 일체형 및 모듈형 FRP DSCT 타워의 거동 실험 결과와 타워/기둥 해석 프로그램인 CoWiTA와 결과를 비교하였다. 그 결과, 모듈형은 CoWiTA 해석과 비슷한 결과를 나타내었으며, 일체형은 모듈형 및 CoWiTA 결과 보다 큰 하중을 지지할 수 있었다. 모듈형 연결부의 성능을 향상시킨다면, 일체형과 동등한 성능을 가질 수 있을 것으로 사료된다.2

Design of FRP-Concrete Hybrid Hollow Offshore Wind Power Towers

A FRP(fiber reinforced polymer)-concrete hybrid hollow offshore wind power tower was proposed. To design this new-type wind tower, a design program was developed. It can design optimized sections automatically with the consideration of material nonlinearities. When the outer diameter and requested capacities of the hybrid tower are given, the developed program performs axial force-bending moment interaction analyses for one thousand sections of the tower and suggests ten economically optimized designs. The analysis considers material nonlinearities of concrete and FRP, and the confining effect of concrete. By using the developed program, example design processes were performed for a 5.0MW turbine and a 3.6MW turbine. The designing process was performed for the loads of wind power turbine and wind load. The designed section and analysis results showed the developed program suggested rational and satisfactory section designs.material nonlinearities. When the outer diameter and requested capacities of the hybrid tower are given, the developed program performs axial force-bending moment interaction analyses for one thousand sections of the tower and suggests ten economically optimized designs. The analysis considers material nonlinearities of concrete and FRP, and the confining effect of concrete. By using the developed program, example design processes were performed for a 5.0MW turbine and a 3.6MW turbine. The designing process was performed for the loads of wind power turbine and wind load. The designed section and analysis results showed the developed program suggested rational and satisfactory section designs.2

WALL SECTION STURUCTURE SECTIONAL STRUCTURE OF WIND POWER GENE RATION TOWER

본 말명은 풍력발전 타워 또는 해상풍력발전 타워에 대한 것으로서, 변단면 합성 중공 구조를 적용한 풍 력 타워이다. 합성구조 적용에 따라 경제성과 안전성을 향상시켰으며, 변단면 구조를 적용함에 따라 합리 적인 설계가 가능하따. 또한 조립식 구조를 적용함으로써 공기를 단축할 수 있으며, 강-콘크리트 합성 구 조 이외에 FRP-콘크리트 합성 구조 적용시 해양환경에서 내부식성을 향상시킨다

The Impact of Underwater Data Center Installation on the Korean National Economy

최근 데이터센터에 대한 수요가 증가하고 있는 상황에서 냉각 효율성, 공간 활용 및 확장성, 에너지 효율성 측면에서 수중 데이터센터가 주목받고 있다. 이러한 배경하에 본 연구는 전문가 설문조사와 산업연관분석을 적용하여 수중 데이터센터 구축 사업의 경제적 파급효과를 분석하였다. 기술 재분류 작업을 위해서 2019년 산업연관분석을 활용하여 수중 데이터센터 구축 부문을 외생화를 수행하였다. 전문가 설문조사를 통해 산업연관표 상의 산업과 수중 데이터센터 구축 사업을 매칭하여 구조물용 금속제품, 전선 및 케이블, 공기조절 장치 및 냉장 냉동장비 등 16개 부문을 포괄하였다. 유발계수를 도출한 결과, 수중 데이터센터 구축 사업에서 생산 증가 1단위에 따른 생산유발효과는 1.6128, 부가가치유발효과는 0.7100, 취업유발효과는 7.3994명/십억원으로 산정되었다. 유발계수가 높게 나타나는 산업은 1차 금속제품, 화학제품, 도소매 및 상품중개서비스, 전문/과학 및 기술서비스, 사업지원서비스 등으로 나타났다. 경제적 파급효과는 생산유발효과 1,829.3억원, 부가가치유발효과 805.3억원, 취업유발효과 839.3명에 이를 것으로 전망된다. 본 연구는 수중 데이터센터 구축 사업을 위한 정책을 수립하는 데 근거자료로 활용될 것으로 기대된다.22Nkc