특별풍하중 적용대상

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특별풍하중 적용대상

풍동실험 적용대상 빌딩풍에 대한 풍환경의 검토

정답:

5.1.4 특별풍하중

다음의 ①~⑥ 중 하나의 조건에 해당하는 경우에는 바람으로 인하여 건축구조물에 발생하는 특수한 영향들을 고려하기 위해 5.17(풍동실험)에 따라 주골조설계용 풍하중과 외장재설계용 풍하중을 산정하여야 한다. 기본적으로 주골조설계용 풍하중은 풍력실험 결과를 이용하여 산정하고, 외장재설계용 풍하중은 풍압실험 결과를 이용하여 산정한다. 단, 신축건축구조물과 형상, 규모 및 주변 환경이 유사하고 풍하중효과에 대한 검증된 문헌이 있을 때에는 그것을 사용하여 풍하중을 산정할 수 있다.

① 풍진동의 영향을 고려해야 할 건축구조물

형상비 $H / A_{f}$ 가 크고 유연한 건축구조물일 경우에는 풍직각방향진동, 비틀림진동, 와류진동, 공기력불안정진동 등과 같은 특이한 진동이 발생하므로 다음의 각 조건을 검토해야 한다.
가. 풍직각방향진동, 비틀림진동
- 식(5.1.1)의 조건에 해당하는 건축구조물에 대해서는 5.9(주골조설계용 풍직각방향풍하중) 및 5.10(주골조설계용 비틀림풍하중)에 따라 각각의 풍하중을 산정할 수 있다. $\frac{H}{A _{f}} \geq 3 (5.1.1)$ 여기서,
- H : 건축구조물의 지붕의 평균높이(m)
- Af : 건축구조물의 기중층 바닥면적(m2)
나. 와류진동, 공기력불안정진동
- 아래의 조건에 해당하는 건축구조물은 5.17(풍동실험) 중 풍력실험을 실시하여 와류진동 및 공기력불안정진동을 검토하고, 이들에 의해 발생하는 동적영향을 고려한 풍하중을 산정하여야 한다. 단, 건축구조물의 평면형상이 원형인 경우에는 5.11(와류진동 풍하중)에 따라 풍하중을 산정할 수 있다.
- (가) 사각형평면인 건축구조물 $\frac{H}{A _{f}} \geq 4 또는 \frac{H}{B D} \geq 4 및 \frac{V _{H}}{n _{L} B D} \geq V_{L cr} 또는 \frac{V _{H}}{n _{T} B D} \geq V_{T cr} (5.1.2)$ 여기서, $V_{H}$ : 건축구조물의 설계속도압 및 설계풍속, $n_{L}$ :풍직각방향진동 1차 고유진동수, $V_{L cr}$ : 풍직각방향 공기력불안정진동 무차원 발진풍속
- (나) 원형평면인 건축구조물
  - $\frac{H}{D _{M}} \geq 7 및 \frac{V _{H}}{n _{L} D _{m}} \geq 5.0$
  - $D_{M}$ : 2/3H 에서의 직경
- (다) 원형평면이 아닌 건축구조물로 풍력실험 검토 결과 공기력불안정진동이 예상되는 경우에는 공기력탄성모형을 이용한 공기력진동실험을 실시하여 부가적인 변동풍력을 고려한 풍하중을 산정하여야 한다.

② 특수한 지붕골조

장경간의 현수, 사장, 막 지붕 등 경량이며 면외강성이 낮아 공기력불안정진동이 우려되는 지붕골조의 경우에는 5.17(풍동실험) 중 풍압실험을 실시하여 주골조설계용 지붕풍하중 및 외장재설계용 풍하중을 산정하여야 한다.

③ 골바람효과가 발생하는 건설지점

국지적인 지형 및 지물의 영향으로 골바람효과가 발생하는 곳에 건축구조물이 위치하는 경우에는 풍동실험에 의해 풍속할증의 정도를 평가하여 주골조설계용 및 외장재설계용 풍하중을 산정할 때 반영하여야 한다.
유체의 연속방정식 $A_{1} \times V_{1} = A_{2} \times V_{2}$ 에 의해 풍속증가

④ 인접효과가 우려되는 신축건축구조물

가. 아래의 조건에 모두 해당하는 신축건축구조물은 5.17(풍동실험) 중 풍력실험을 실시하여 풍상측 장애물(대표폭과 대표높이가 신축건축구조물과 유사하거나 큰 건축구조물)에서 발생하는 규칙적, 불규칙적인 후류버펫팅 및 와류방출로 인한 인접효과가 반영된 주골조 설계용 풍하중을 산정하여야 한다. 단, 신축건축구조물의 고유진동수가 1Hz 이상일 때에는 인접효과에 따른 영향을 무시할 수 있다
- (가) 신축건축구조물들이 나란하게 또는 집단으로 배치된 경우
- (나) 형상비가 3 이상인 경우
- (다) 신축건축구조물이 풍상측 장애물 폭의 10배 이내의 거리에 위치한 경우
나. 아래의 조건에 모두 해당하는 신축건축구조물은 5.17(풍동실험) 중 풍압실험을 실시하여 풍상측 장애물(모든 규모의 건축구조물)의 골바람효과, 후류버펫팅 및 와류방출로 인한 인접효과가 반영된 외장재설계용 풍하중을 산정하여야 한다.
- (가) 신축건축구조물들이 나란하게 또는 집단으로 배치된 경우
- (나) 형상비가 3 이상인 경우
- (다) 신축건축구조물이 풍상측 장애물 폭의 10배 이내의 거리에 위치하는 경우
- (라) 신축건축구조물이 평면적으로 풍상측에 위치한 두 장애물 측면에서 박리하여 골바람효과가 발생하는 곳에 위치하는 경우 또는 입면적으로 풍상측 장애물의 후류버펫팅의 영향을 받는 곳에 위치하는 경우

⑤ 외장재의 파손에 주의해야할 건축구조물

아래의 각 조건에 해당하는 건축구조물은 5.17(풍동실험) 중 풍압실험을 실시하여 외장재설계용 풍하중을 산정하여야 한다.
- 가. 기본풍속이 34m/s 를 초과하는 지역 또는 해안가로부터 3km 이내에 위치하는 지역에 위치한 건축구조물 가운데 **중요도(특), 중요도(1)**의 건축구조물로 5.8(외장재설계용 피크외압계수)를 적용할 수 없는 경우
- 나. 형상비가 3 이상이고 외장재가 설치된 건축구조물로 5.8(외장재설계용 피크외압계수)를 적용할 수 없는 경우

⑥ 특수한 형상의 건축구조물

풍력계수를 추정하기 어려운 특수한 형상의 건축구조물, 국부풍압이 커질 것으로 예측되는 복잡한 형상을 가진 건축구조믈, 특수한 외장재를 설치한 건축구조물 등으로 이 기준을 적용할 수 없는 경우에는 5.17(풍동실험)에 따라 풍동실험을 실시하여 주골조설계용 풍하중 및 외장재설계용 풍하중을 산정하여야 한다.

⑦ 5.16 빌딩풍에 대한 풍환경의 검토

아래의 조건에 해당하는 건축구조물을 신축할 경우에는 빌딩풍에 의한 영향을 검토해야 한다.
- 50층 이상 또는 200m 이상인 신축건축구조물을 건설할 경우
- 16층 이상이면서 연면적(하나의 대지에 둘 이상의 건축구조물을 건축하는 경우에는 각각의 건축구조물의 연면적을 말한다)이 10만 제곱미터 이상일 경우
풍환경 평가는 5.17(풍동실험) 중 풍환경실험을 실시하여 수행하고, 신축 건축구조물 장변 폭의 3배 이내에 속하는 주변의 인도 및 사람이 이용하는 외부공간을 대상으로 한다.
풍환경 평가를 통해 주변의 인도 및 외부공간 이용자의 안전과 관련하여 설계자 및 감리자 등 건축관계자와 협력하여야 한다.

5.9 풍직각방향풍하중

5.9.1 적용범위

이 절은 구조골조용 수평풍하중 가운데 풍직각방향풍하중을 산정하는 경우에 적용하며, 다음의 모든 조건을 만족하는 건축물이 벽면에 수직인 방향에서 바람을 받는 경우를 대상으로 한다.

평면형상이 사각형이고 높이방향으로 일정하다.
$\frac{H}{B D} \leq 6$
$0.2 \leq \frac{D}{B} \leq 5$
$\frac{V _{H}}{n _{L} B D} \leq 10$

5.10 비틀림풍하중

5.10.1 적용범위

이 절은 구조골조용 수평풍하중 가운데 비틀림풍하중을 산정하는 경우에 적용하며, 다음의 모든 조건을 만족하는 건축물이 벽면에 수직인 방향에서 바람을 받는 경우를 대상으로 한다.

평면형상이 사각형이고 높이방향으로 일정하다.
$\frac{H}{B D} \leq 6$
$0.2 \leq \frac{D}{B} \leq 5$
$\frac{V _{H}}{n _{L} B D} \leq 10$

END

🪴 Quartz 4.0

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