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풍동실험에 의한 갠트리 크레인의 풍력계수 산출과 구조 해석
Wind Force Coefficients Computation of Gantry Crane by Wind Tunnel Experiment and Structural Analysis of the Crane 원문보기

大韓造船學會 論文集 = Journal of the society of naval architects of korea, v.48 no.2, 2011년, pp.165 - 170  

이재환 (충남대학교 선박해양공학과) ,  김태완 (충남대학교 선박해양공학과) ,  장인권 (한국과학기술원) ,  한순흥 (한국과학기술원)

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

In this paper, wind force coefficient by wind tunnel experiment is obtained to compute the accurate wind force of the gantry crane model to be used for mobile harbor ship. The first crane model was tested under 20, 30, 40, 52m/s, partially 58m/s and the wind force coefficient is about 2.0 which is v...

주제어

#모바일하버   #크레인   #풍력계수   #풍동실험   #타이다운  

AI 본문요약
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문제 정의

  • 타이다운의 전도력은 풍속 변화율의 제곱으로 비선형적으로 증대되는 것으로 알려지고 있다. 본 연구는 모바일 하버용 크레인의 풍하중 산출에 관한 풍동실험과 구조해석, 하부구조 보강에 대한 연구 내용이다.

가설 설정

  • 5ton이 산출된다. A1-D6 모바일 크레인의 하부 이동장치의 높이가 4.8m 이고 크레인 하부지지 수평 빔의 높이가 1m 일 때, 기둥 하부 최하단에서 2m 정도 더 올라간 위치에 연결한다고 가정한 길이의 합인 타이다운의 길이는 7.8m 로 가정한다. 세장기둥에 대한 좌굴 검증을 위하여 일반적인 재료역학에서 사용되는 기둥의 좌굴임계하중 계산식 #, 유효길이 KL, 임계세장비식 #에 AISC의 안전계수식 #와 허용 축하중식 Pallow = σallowA을 적용하였다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
최근 시도되고 있는 모바일하버에 대해 설명하시오. 최근 시도되고 있는 모바일하버는 모선에 갠트리 크레인을 설치하여 임의 해역의 컨테이너 운반선의 컨테이너를 하역/적재한 후 육상 부두로 운송한다. 모바일하버 선박에 설치될 크레인의 경우 육지와 달리 바다의 기상 상황이 일정치 않고, 해상상태(sea state)에 따라 모선이 동적운동을 하게 되는데, 그 운동이 파도와 바람의 크기에 따라 달라지기 때문에, 풍하중에 대한 엄밀한 해석이 필요하다.
(Han et al., 2006)에 의해 수행된 풍동실험 결과는? 6 m/s, 재질은 발사나무로 모형의 고유진동수를 높이기 위해 가볍고 강성이 큰 모형을 사용하였다. 10° 간격으로 0°에서 180°까지의 풍향에 대해 실험한 결과, 풍하중 계수 0.4~0.6인 범위가 도출되었는데 이는 통상 2.0인 값에 비해 너무 작은 것으로 보인다. 또한 크레인 골조에 풍압력계를 설치하여 풍압을 계측하였는데 모델이 작아 신뢰성 있는 값이 도출된 것으로 보이지 않는다.
모바일하버 선박에 설치될 크레인의 경우, 풍하중에 대한 엄밀한 해석이 필요한 이유는? 최근 시도되고 있는 모바일하버는 모선에 갠트리 크레인을 설치하여 임의 해역의 컨테이너 운반선의 컨테이너를 하역/적재한 후 육상 부두로 운송한다. 모바일하버 선박에 설치될 크레인의 경우 육지와 달리 바다의 기상 상황이 일정치 않고, 해상상태(sea state)에 따라 모선이 동적운동을 하게 되는데, 그 운동이 파도와 바람의 크기에 따라 달라지기 때문에, 풍하중에 대한 엄밀한 해석이 필요하다. 크레인 구조의 안정성을 확보하기 위해서는 구조해석시 풍하중 산출이 필요한데 이론에 의한 방법도 있으나 본 연구에서는 풍동실험에 의한 방법을 소개한다.
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참고문헌 (12)

  1. Ha, Y.C. Kim, J.R. & Kim, K.S., 1998. Basic Wind Speed Map of Korea for Wind Resistant Design. Journal of the wind engineering institute of Korea, 1, pp.85-92. 

  2. Ha, Y.C., 2000. The Wind Force Explanation for Standards for Structural Load, revised by Ministry of Construction and Transportation. Journal of the wind engineering institute of Korea, 4(1), pp.11-22. 

  3. Ha, Y.C., 2005. Wind Tunnel Test for Wind Resistance Building Design. Journal of the wind engineering institute of Korea, 9(1), pp.11-19. 

  4. Han, K.J., et al., 2006. July, An Estimation of the Structural Stability of Container Crane Using Wind Tunnel Test and Computational Fluid Dynamics, Yeungnam University Sea Grant Annual Report. 

  5. Kang, J.H. Kim, Y.H. & Lee, S.J., 2004. Experimental Study of Wind Load on a Container Crane in Atmospheric Boundary Layers. Journal of the wind engineering institute of Korea, 8(2), pp.217-224. 

  6. Kim, D.H. Oh, B.C. Jeon, I.S. & Han, S.H., 2004. Tie-down tension of container crane under typhoon. Proceedings of Coastal and Ocean Engineering in Korea, pp.146-149. 

  7. Kim, D.H. Oh, B.C. & Jeon, I.S., 2005. Effect of Wind Velocity Variation on Safety Factor of Container Crane Tie-downs. Journal of the Korean Society of Civil Engineers, 25(6), pp.1127-1131. 

  8. Kim, D.W. Cho, S.K. Kim, J.R. & Ha, Y.C., 2002. Comparison of the Wind Loads on Buildings Evaluated by AIK Recommendation for Loads and Wind Tunnel Test. Journal of the wind engineering institute of Korea, 5, pp. 81-86. 

  9. Kim, J.R., 2003. Wind Resistance Design Learning from Typhoon Maemi. Journal of the wind engineering institute of Korea, 7(2), pp.150-156. 

  10. Korean Register of Shipping(KR), 2009, KR-Rules. 

  11. Kwon, S.K. et al., 2005. A Study on Stability of the Container Crain with respect to the Direction of wind Load. Proceedings of the Korean Society of Precision Engineering Conference, pp.1984-1987. 

  12. McCarthy, P. & Vazifdar, F., 2004. Securing Cranes for Storm Wind: Uncertainties and Recommendations, Liftech Consultants Inc. (Ports May 2004, 23-26, Houston USA). 

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