• 제목/요약/키워드: 지진 운동

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사장교에 장착된 MR 댐퍼의 비용효율성 평가 및 최적설계 연구 (A Study on Cost-Effectiveness Evaluation and Optimal Design of ant dampers for Cable-Stayed Bridges)

  • 박원석;함대기;고현무;박관순
    • 한국지진공학회논문집
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    • 제10권6호
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    • pp.47-56
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    • 2006
  • 지진응답 제어를 위하여 사장교 구조물에 장착된 준능동MR 댐퍼의 경제적 효율성 평가기법을 제안하였으며, 다양한 지반운동 특성에 대하여 비용효율성을 극대화하는 MR 댐퍼의 최적용량에 대한 분석을 수행하였다. MR 댐퍼의 비용효율성 평가를 위하여 생애주기비용 개념을 적용하였으며, 생애주기비용을 이루는 비용항목 중 손상비용의 기대값을 평가하기 위하여 지진재해로 인한 사장교의 파괴확률을 추정하였다. 사장교의 파괴로 인한 직 간접 손상비용의 규모를 매개변수로 하여 비용효율성을 평가하였다. 비용효율성 평가지수는 MR 댐퍼의 장착으로 인한 추가 투자비용과 사장교 구조물의 손상비용으로 이루어진 함수로서, 탄성받침이 사용된 기존의 설계에 대한 경제적 효율성을 나타내도록 정의하였다. 사장교의 지진응답 제어를 위하여 장착된 MR 댐퍼는 경제적으로 효율적인 대안인 것으로 나타났다. 지반운동의 특성과 손상비용 규모에 대한 MR 댐퍼의 최적 용량을 분석한 결과, 지진위험도 및 손상비용 규모가 커짐에 따라 가장 높은 비용효율성을 가지는 MR 댐퍼용량이 증가하는 것을 확인할 수 있었다.

지진과 파랑하중을 동시에 받는 해양 가이드 타워의 비정상 동적 응답해석 (Dynamic Response Analysis of Offshore Guyed Tower Subjected to Strong Earthquake under Moderate Random Waves)

  • 류정선;윤정방
    • 대한토목학회논문집
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    • 제13권4호
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    • pp.65-75
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    • 1993
  • 본 연구는 규모가 큰 지진하중에 대한 해양 가이드 타워의 비정상과정 거동해법에 주안점을 두었으며, 아울러 작은 파랑이나 조류하중이 동시에 작용할 수 있는 경우도 고려하였다. 지진에 의한 지반운동의 비정상특성은 정상과정 성분에 지수함수의 시간포락함수를 곱하는 형태로 모형화하였다. 동적거동의 비정상과정 분산값을 해석적인 방법으로 산출하였다. 운동방정식에 계류장치의 비선형 복원력과 파동에 의한 비선형 점성저항력을 추계론적 최적화기법으로 선형화하여 동적해석을 수행하였다. 지진의 발생기간동안 예상되는 중급의 파랑하중에 의한 영향을 최대거동 산정시 고려하였다. 중급 파고조건에 대한 파랑하중은 지속기간이 상당히 길어서 정상과정으로 취급할 수 있으므로 이에 대해서는 주파수 영역해석을 사용하여 동적거동을 산출하고 이 결과를 지진에 의한 비정상과정거동에 반영하였다. 예제해석으로부터 비정상과정 해석방법을 검증하고, 지진과 파랑 및 조류하중의 각 성분이 전체응답에 미치는 영향을 분석하였다.

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에너지 소산장치를 장착한 사장교의 지진 취약도 해석 (Seismic Fragility Analysis of a Cable-stayed Bridge with Energy Dissipation Devices)

  • 박원석;김동석;최현석;고현무
    • 한국지진공학회논문집
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    • 제10권3호
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    • pp.1-11
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    • 2006
  • 이 논문에서는 에너지 소산장치가 장착된 사장교의 지진 취약도 해석 방법을 제시하고 에너지 소산장치의 장착 및 주탑-보강형 연결 조건에 따른 지진 취약도 변화를 살펴본다. 입력지반운동, 에너지 소산장치 특성값 및 사장교 강성 모형에 확률 변수를 도입하여 불확실성을 고려하고 에너지 소산장치의 비선형 이력거동을고려하여 시간이력 해석을 수행한다. 해석결과의 회귀분석을 통한 최대 응답과 입력지반운동 세기(intensity) 사이의 관계식으로부터 취약도 해석을 위한 소요 역량(demand)을 수립한다. 역량(capacity)에 해당하는 한계상태는 주탑 하부의 전단력, 보강형의 교축방향 변위, 케이블 장력의 변동량 그리고 강주탑의 좌굴이 고려된다. 해석 예제로서 강주탑 사장교인 제 2 진도대교 모형에 대하여 취약도 해석을 수행하였다. 취약도 해석결과 에너지 소산장치의 사용을 통하여 구속 또는 비구속 연결조건시 높은 손상확률을 보이던 한계상태에 대하여 그 손상확률을 크게 줄일 수 있음을 확인하였다.

부분구조법에 의한 지반-구조물상호작용시스템의 지진응답 매개변수 연구 (Parametric Study on Earthquake Responses of Soil-structure Interaction System by Substructure Method)

  • 박형기;조양희
    • 한국지진공학회논문집
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    • 제2권1호
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    • pp.1-10
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    • 1998
  • 동적 지반-구조물해석과정에는 수많은 불확실성 요소가 내재되어 있다. 이러한 요소는 입력운동의 정의, 지반-구조물시스템의 모델작성, 해석기법 등에 포함된다. 이 논문은 점탄성 층상지반상의 원자로건물의 지진응답에 대한 매개변수해석을 수행한 결과를 제시한 것이다. 많은 매개변수 중에 입력운동의 정의위치, 구조물의 묻힘정도, 상부토층의 두께와 지반의 강성을 선택하여 지진응답에 미치는 영향을 중점적으로 이 연구에서 다루었다. 해석방법은 진동수에 무관한 지반임피던스를 사용하는 부분구조법인 시간영역에서의 모드중첩법이다. 지반-구조물시스템의 모드감쇠값은 각 모드에 대해 변형에너지에 대한 소멸에너지의 비를 구하여 결정되었다. 이 연구결과로부터 부분구조법에 의한 지반-구조물상호작용해석법의 실용적 이용에 참고할 수 있는 지진응답에 미치는 각 파라메터의 민감도가 제시되었다.

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수렴단층과 읍천단층의 제4기 활동 및 지진 안정성 (Quaternary Tectonic Activities and Seismic Stability of Suryum Fault and Yupchon Fault, SE Korea)

  • 황상일;신재열;윤순옥
    • 한국지역지리학회지
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    • 제18권4호
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    • pp.351-363
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    • 2012
  • 한반도는 주변의 북중국, 일본과 같이 지구조적 활동이 활발한 지역들에 비해 상대적으로 안정된 것으로 알려져 있다. 그럼에도 불구하고 한반도 남동부 지역을 중심으로 지속적으로 보고되고 있는 제4기 단층의 존재는 한반도의 신기 지체구조 운동의 성격을 본질적이고 구체적으로 이해할 필요가 있음을 시사한다. 경주시 양남면 일대에서 확인된 수렴단층과 읍천단층은 그 최종 운동 시기가 제4기 후기로 확인되고 있어 현생 지구조 체계 하에서 발생하고 있는 지각 변형 사건임을 분명히 지시해 주고 있다. 이들 단층운동과 관련된 동-서 방향의 최대 압축 응력은 인도-호주판과 유라시아 판의 충돌 응력이 원거리에 전파되는 과정에서 발생하는 것으로 이해된다. 특징적으로 한반도 남동부 지역의 제4기 단층들은 반복적 재활성 가능성이 크므로 잠재적 지진 재해에 대비해야 할 것으로 판단되며, 특히 본 연구는 연구 지역 내에 위치하고 있는 원자력 발전소 인근의 지진 안정성에 관한 중요한 단서를 제공하고 있다.

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추계학적 그린함수법으로 합성된 지반운동에 대한 단층 파라미터의 영향 (Effects of Fault Parameters on the Ground Motion Synthesized by the Stochastic Green Function Method)

  • 김정한;서정문;최인길
    • 한국지진공학회논문집
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    • 제16권1호
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    • pp.27-35
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    • 2012
  • 이 연구에서는 추계학적 그린함수법에 의한 단층 모델을 이용하여 지진파를 합성하고 단층 파라미터의 변화에 의한 지반 운동의 차이를 평가하였다. 모멘트 규모 6.5의 단층을 예제로 선정하였고 아스페리티 면적의 통계값을 이용하여 슬립의 분포를 모델링하였다. 평가를 위해 고려된 단층 파라미터들은 진원의 위치, 전단파 속도 대비 파열 전파속도 비, 상승시간, 절점주파수 그리고 고주파감쇠 필터 등 이었다. 요소지진원에 적용된 파라미터들은 구조권역별 특성이 다른 지역의 값을 사용하였고 다른 파라미터들은 발생 가능한 임의의 값을 사용하였다. 생성된 지반운동 시간이력으로부터 응답스펙트럼을 작성하였으며, 파라미터의 값을 달리하여 비교하였다. 이로부터 각각의 단층파라미터에 의해 영향을 받는 주파수 구간 및 스펙트럼 가속도의 차이를 평가하였다.

기반암 전단파속도의 부지응답특성 영향평가 (The Effect of the Shear Wave Velocity of a Seismic Control Point on Site Response Analysis)

  • 이진선
    • 한국지진공학회논문집
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    • 제13권1호
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    • pp.1-8
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    • 2009
  • 본 논문에서는 부지응답 해석 시 통제운동 지점의 전단파속도가 부지응답해석에 미치는 영향을 살펴보았다. 내진설계기준 연구(II)(건설교통부, 1997)에서는 '재현주기별 지진가속도의 작용 위치는 "기본적인 지진재해도는 보통암지반을 기준으로 평가한다."라고 정의하고 있다. 그러나 보통암지반(SB)의 전단파속도 범위가 $760m/sec{\sim}1500m/sec$로 폭넓게 분포되어 있어, 부지응답 해석 시 통제운동지점의 선택에 따라 해석의 결과에 차이가 발생할 수 있다. 따라서, 본 논문에서는 국내의 대표적인 해성퇴적지반층인 인천 및 부산지역의 상세부지조사결과를 바탕으로 1차원 등가선형해석을 수행하였다. 통제운동지점인 기반암 전단파속도에 따른 지층내 가속도의 크기 변화, 그리고 이에 따른 액상화 안전율 변화정도를 살펴보았다. 또한, 해석결과와 외국의 내진설계기준을 바탕으로 국내 내진설계기준의 개선방향에 대하여 살펴보았다.

양산단층대의 고지진학적 연구 -변위지형 분석 및 트렌치 조사- (A Paleoseismological Study of the Yangsan Fault-Analysis of Deformed Topography and Trench Survey)

  • 경재복;이기화;오까다 아쯔마사
    • 지구물리
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    • 제2권3호
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    • pp.155-168
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    • 1999
  • 한반도 동남부에 위치한 양산단층대에 대한 고지진학적 연구가 역사지진 자료, 변위지형에 대한 항공사진 판독, 트렌치 굴삭 조사를 통하여 종합적으로 시도되었다. 역사시대에 발생한 피해지진들의 진앙분포는 제4기 후기 이후 활동한 양산단층이나 울산단층이 역사지진의 지진원 단층일 가능성을 나타내 주고 있다. 제4기 단층운동과 연관된 지형적인 증거는 양산단층대 북부에서는 유계리, 토성리-냉수리 일대, 남부에서는 언양-통도사 구간의 단층선을 따라 선명하게 나타난다. 양산 주단층대에는 뚜렷한 단층비지대가 나타나며 단층대 부근에는 NNE-SSW 방향의 선구조선이 우세하게 분포한다. 양산단층대 북부 유계리에서는 약 3 m 두께의 저위단구면이 역단층 운동에 의한 단층변위를 나타낸다. 양산단층대 남부 언양일대에서는 제4기 후기 고위지형면 형성 후 5∼12 m 정도 동측상승의 수직변위를 동반하되 주향이동이 우세한 단층운동이 트렌치 굴삭과 지형분석을 통해 나타난다.

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목표스펙트럼에 근사한 평균응답스펙트럼을 갖는 지반운동집단의 효율적인 선정방법 (Efficient Method for Selecting Ground Motions with a Mean Response Spectrum Matching a Target Spectrum)

  • 한상환;석승욱
    • 한국지진공학회논문집
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    • 제15권5호
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    • pp.1-10
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    • 2011
  • 본 연구에서는 지반운동 라이브러리에서 목표스펙트럼에 근사한 평균응답스펙트럼을 갖는 한 개 혹은 다수의 지반운동을 선정하는 효율적인 방법을 제안하고자 한다. 지반운동 선정 시 목표스펙트럼의 형상과 크기를 맞추어야 하는데 이 두 가지를 독립적으로 고려할 수 있다는 기존 연구결과에 따라 본 연구에서도 형상이 가장 유사한 지반운동을 찾고 크기를 맞추기 위하여 배율조정계수를 사용한다. 형상을 맞추기 위해 각 주기에서 목표스펙트럼과 지반운동 평균응답스펙트럼의 차이 값의 표준편차가 최소가 되도록 하여 선정하는 방법을 제안하였다. 형상이 결정된 후 그 크기를 맞추기 위해 본 연구에서 제안한 배율조정계수를 찾는 방법은 기존 연구와 달리 한번에 찾을 수 있도록 제안하였다. 40개의 지반운동 라이브러리로부터 제안한 방법을 이용하여 목표스펙트럼에 근사한 평균스펙트럼을 갖는 7개의 지반운동기록을 선정한 결과, 그 정확성과 계산소요시간에 있어 모두 만족할만한 결과를 보였다.

지반의 비선형 특성이 수평방향 운동을 받는 기초지반 체계의 동적강성에 미치는 영향 (Effects of Nonlinear Soil Characteristics on the Dynamic Stiffnesses of a Foundation- Soil system Excited with the horizontal Motion)

  • 김용석
    • 한국지진공학회논문집
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    • 제4권3호
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    • pp.55-65
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    • 2000
  • 구조물 지진해석을 위한 구조물 -지반 상호작용 해석에서도 비선형 지반 특성을 고려한 비선형해석이 요구되고 있어 구조물 비선형 지진 해석을 위해 기초 지반에 대한 수평방향 비선형 해석을 수행하였다. 기초지반은 UBC 분류에서 규정한 보통지반인 Sn 지반과 연약지반인 SE 지반을 고려하였고, 지반의 비선형 특성은 Ramberg-Osgood 모델을 이용하였다. 비선형 지반이 기초지반 수평 및 회전 동적 강성 및 감쇠비에 미치는 영향을 조사하기 위하여 얕은 기초와 묻힌기초에 대해 기초 크기, 지반깊이 및 말뚝유무에 따른 동적 강성 및 감쇠비 변화를 조사하였는데, 지반의 비선형 특성이 기초지반의 선형 수평 및 회전 강성과 감쇠비를 크게 감소 또는 증가시키는 것으로 나타났으며, 기초크기, 지반깊이 및 말뚝유무의 영향도 큰 것으로 나타나 구조물 지진해석시 기초크기, 지반깊이 및 말뚝유무와 함께 지반의 비선형성도 고려하는 것이 필요한 것으로 판단되었다.

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