Performance Evaluation of Junctions between Multi-Tubular and Cylindrical Sections for Steel Wind Tower

본 논문에서는 기존의 단일대형강관 타워의 일부를 복수의 강관으로 대체한 멀티기둥-단일대형강관 하이브리드형식 풍력타워의 적용성을 평가하기 위하여 연결부의 성능을 수치해석적으로 평가하였다. 연결부의 형태는 멀티기둥의 단일대형강관 단부 관통 여부, 멀티기둥 하단부 날개 보강재의 유무 및 단일대형강관 내부 가로보 배치형식으로 구분하였다. 해석은 응력집중을 평가하기 위한 선형탄성해석과 극한강도을 평가하기 위한 재료 및 기하비선형 해석이 수행되었다. 수직력과 수평력에 대한 구조성능 분석 결과, 가로보 배치형식과 날개 보강재는 타워 구조계의 극한강도에 민감하게 영향을 주는 것으로 확인되었다. Numerical investigations have been conducted on the junction that connect the multi-tubular section and the single shell section in order to evaluate applicability of hybrid sections in wind turbine towers instead of conventional single shell towers. Major characteristics in structural details include extension of multi-tubular member into shell end section, installation of wing stiffeners, and different layout of floor beams. Elastic and nonlinear incremental analyses were conducted to examine stress concentration patterns and ultimate behaviors, respectively. Based on evaluation of structural performance due to vertical and horizontal forces, it has been confirmed that installation of floor beams and wing stiffeners sensitively affect ultimate strength of global wind tower.