• 한국지진공학회논문집
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• 제12권3호
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• pp.1-10
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• 2008

내진설계기준이 반영되지 않은 기존 구조물의 경우 내진보강에 의하여 구조물의 내진성능을 향상시킬 수 있다. 내진보강의 수준을 합리적으로 결정하기 위해서는 구조물의 사용기간 동안에 예상되는 지진피해 관련 손실이 최소화되도록 하여야 하는데, 이를 위해서는 구조물이 위치한 지역에 대한 지진의 강도별 발생빈도, 지진에 의한 구조물의 기능상실 및 직접/간접 피해를 복합적으로 고려하여 구조물의 예상 손실비용을 산정하여야 하며 이는 구조물 손상에 대한 지진위험도 해석을 통해서 그 해석을 수행할 수 있다. 본 연구에서는 확률적 지진요구모델을 이용한 위험도 평가를 통하여 구조물의 지진에 대한 피해 손실을 정량적으로 산정하고 이를 바탕으로 초기비용과 예상손실비용을 포함한 총 손실비용을 최소화시킬 수 있도록 내진보강 수준을 최적화하는 절차를 제시하였다. 구조물과 관련된 지진피해 산정에 있어서 지진하중의 강도별 발생확률 및 구조물의 손상확률을 동시에 고려하여 구조물 생애주기에 대한 구조물의 지진손상 확률밀도함수 및 누적분포함수를 수식화하였으며 수식의 유효성을 유지하기 위한 확률변수의 유효범위를 정의하였다. 또한 여기에 사회적, 경제적 손실을 정량화하기 위한 손실함수를 결부시켜 구조물과 관련된 지진 피해 손실의 기댓값을 정량적으로 산정할 수 있도록 하였다. 제시된 해석기법은 기존의 시뮬레이션에 의한 손실산정법과 비교하여 해석의 정확도는 잃지 않으면서 구조해석의 반복횟수를 대폭 줄일 수 있다는 장점이 있으며 빌딩과 교량을 비롯한 구조물의 내진성능 평가 및 개선을 위한 의사결정 시에 효율적으로 적용될 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2008년도 추계 학술발표회 제20권2호
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• pp.101-104
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• 2008

최근 지진에 따른 피해가 전 세계적으로 많이 보도되고 있다. 이러한 지진으로 인한 인명과 재산의 피해를 예측하기 위해서는 사회기반시설물의 지진에 대한 손상정도를 판단 할 수 있는 지표가 요구되고 있다. 이 연구는 사회기반시설물들 중 기존 고속철도 교량을 대상으로 하였다. 일반적으로 교량의 지진에 의한 손상은 교각하부의 소성힌지 영역에 발생한다. 소성힌지의 비선형 요소 모델에 있어서 지금까지 대부분 Bilinear 모델을 사용하여 왔으나, 콘크리트 재료의 특성을 잘 반영할 수 있는 Takeda 모델에 의한 연구는 거의 없는 실정이다. 따라서 본 연구에서는 기존 고속철도교량을 대상으로 Takeda 모델에 의한 지진 취약도와 Bilinear에 의한 지진 취약도를 확률적으로 산정하고 비교 분석하여 콘크리트 재료의 특성을 잘 반영할 수 있는 재료 모델을 제시하고자 하였다. 해석결과 Takeda 모델에 의한 손상확률이 Bilinear 모델에 의한 손상확률보다 상대적으로 크게 나타났으며, Takeda 모델에서는 교축방향과 교축직각 방향에 대상 손상확률도 상이한 값을 나타냈다. 이는 교량의 교각이 대부분 콘크리트인 재료적 특성을 잘 반영할 수 있는 모델에 대한 제시를 할 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제37권2호
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• pp.119-131
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• 2024

일반적으로 속도 펄스를 가진 지반운동이 속도 펄스가 없는 지반운동에 비하여 구조물에 보다 큰 손상을 줄 수 있다고 알려져 있다. 지진가속도기록으로부터 속도 펄스의 유무의 판정과 이를 정량화하는 연구가 현재 많이 진행되어 오고 있다. 기존 지진기록들을 단층으로 떨어진 거리를 기준으로 원거리 지진과 근거리 지진으로 구분하였다. 또한, 근거리 지진은 속도 펄스의 유무를 정량화하여 펄스를 가진 지진과 펄스를 가지지 않은 지진으로 구분하였다. 최종적으로 각 지진그룹별로 40개의 원거리지진, 40개의 속도 펄스를 가진 근거리 지진과 40개의 속도 펄스를 가지지 않은 근거리 지진을 선정하였으며, 총 120개 지진가속도 기록을 지진취약도 평가를 위한 지진해석에 사용하였다. 세 그룹의 지진을 이용하여 납-고무받침과 탄성받침을 가진 두 종류의 예제교량에 대한 지진응답을 평가하여 확률론적 지진요구도 모델을 작성하였다. 확률론적 지진요구도 모델을 이용하여 지진취약도 해석을 수행하여 속도 펄스의 유무에 따른 지진취약도 영향을 분석하였다. 지진파의 속도 펄스 유무에 따른 지진취약도 곡선의 비교 결과로부터, 속도 펄스를 가진 지진의 지진취약도가 속도 펄스가 없는 지진의 지진취약도가 약 3배~5배 정도 정도 크게 나타난다. 이는 속도 펄스를 가진 지진의 경우가 그렇지 않은 지진의 경우에 비하여 교량의 손상 피해가 크다는 것을 의미한다.

• 한국지구과학회지
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• 제37권3호
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• pp.162-172
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• 2016

최근 미국 노스리지 지진(1994)과 일본 고베 지진(1995) 발생 이후 다양한 구조물 및 건축물을 설계할 때 성능 기반 설계 개념이 적극적으로 도입되고 있다. 성능기반 설계가 도입되면서 구조물 각각의 성능에 적합한 연발생빈도의 등재해도 스펙트럼이 요구되고 있다. 10 인의 지진 및 지체구조 전문가가 제시한 국내 및 미국 중동부에서 개발된 스펙트럴 지반진동 감쇠식과 다수의 지진지체구조구 모델을 사용하였다. 인구 밀도가 높은 5개 주요 도시에 대해 확률론적 방법을 이용하여 등지진재해도 스펙트럼을 분석하였다. 0.5, 1.0, 2.0, 5.0, 10.0 Hz 및 PGA에 대해 확률론적 지진재해도 결과를 이용하여 500년, 1,000년 및 2,500년의 3개 재현주기에 대해 등재해도 스펙트럼을 분석하였다. 민감도 분석 결과 각각의 고유 진동수에 해당하는 지반진동 감쇠식이 지진지체구조구 모델에 비하여 지진재해도에 보다 커다란 영향을 주었다. 마지막으로 등재해도 스펙트럼은 공통적으로 10 Hz에서 최대값을 보여 주었고, 원자력 관련 기술기준 또는 기존 연구에서 제시된 등지진재해도 스펙트럼과 수준과 모앙 특성에서 유사성을 보여주었다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제18권5호
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• pp.585-596
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• 2006

이 연구의 목적은 높은 지진 위험도를 가진 지역에 위치한 철골조 모멘트 구조물에 대한 반응수정계수의 영향을 평가함을 목표로 하고 있다. 3층, 9층, 그리고 20층으로 구성된 구조물 모델이 2000 International Building Code(IBC) 기준과 각각의 다른 반응수정계수들(8, 9, 10, 11, 12)에 따라 설계되었다. 이에 따라 전체 30개의 구조물이 50년 동안의 2% 초과 확률을 가지는 20개의 지반 운동에 대해 변위요구와 변위능력 값이 조사되었다. 이 결과는 현재의 지진 기준에 따라 설계된 표준적인 구조물과의 성능 비교를 통해 반응수정계수의 변화에 따른 효과를 조사하였다. 본 연구에서 3층 및 9층 구조물은 기존의 반응수정계수 값 8에 비해 크게 설계되었음에도 불구하고 붕괴방지의 성능목표를 만족하는데 안정적인 반응을 보여 주었다. 그러나 2000 IBC에서 명시하고 있는 탄성설계스펙트럼(CS)에 대한 최소 값의 적용 없이 설계된 20층 구조물은 붕괴방지의 성능목표에 대해 낮은 내진성능을 보여 주었다.

• 한국지진공학회논문집
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• 제12권5호
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• pp.47-56
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• 2008

본 연구는 높은 지진의 위험이 내재된 지역에 위치한 3층, 9층 그리고 20층 철골 모멘트저항골조에 대한 반응수정계수와 주기의 영향을 평가하기 위한 것이다. 각 구조물들은 IBC 2000과 KBC 2005에서 제시하고 있는 8의 반응수정계수로 설계되었고 건물에 기대되는 최소의 성능과 최대의 성능을 평가하기 위해서 상한범위와 하한범위의 설계가 고려되었다. 또한 반응수정계수에 대한 영향을 조사하기 위하여 4개의 다른 반응수정계수들이(9, 10, 11, 12) 각 구조물에 대하여 적용되었고 각 구조물의 고유주기 값 외의 4개의 다른 주기를 추가로 적용하여 구조물의 동적거동시 주기에 대한 영향을 조사하였다. 총 150개의 해석모델들은 50년 동안 2%의 초과확률(재현 주기 2500년)을 가진 20개의 지반운동에 대하여 평가되었다. 구조물의 성능평가를 위하여 정적 Pushover와 비선형 시간이력해석이 수행되었으며 구조물의 연성능력을 평가하기 위해서 변위연성요구가 고려되었다. 3층과 9층 구조물은 변위연성요구 값이 비교적 안정적인 거동을 보인 반면 20층 구조물은 동적 불안정성을 야기하는 요소에 의해 민감하게 나타나는 것으로 조사되었다.

• 한국재난정보학회 논문집
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• 제19권4호
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• pp.976-983
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• 2023

연구목적: 지진하중을 받는 교량 구조물의 동적 거동은 지진파의 특성 혹은 재료 및 기하학적 특성과 같은 많은 불확실성에 영향을 받는다. 하지만 모든 불확실성 인자가 교량 구조물의 동적 거동에 중요한 영향을 미치진 않는다. 영향성이 낮은 불확실성 인자까지 고려한 확률론적 내진성능 평가는 많은 계산비용이 요구되기 때문에 교량의 동적 거동에 미치는 영향을 고려하여 불확실성 인자는 식별되어야 한다. 따라서 본 연구는 I형 곡선 거더를 갖는 단경간 교량의 동적 거동에 영향을 미치는 주요 매개변수를 식별하기 위해 전역민감도 분석을 수행하였다. 연구방법: 지진파의 불확실성과 곡선 교량의 재료 및 기하학적 불확실성을 고려하여 유한요소 해석을 수행하였으며 해석결과를 기반으로 대리모델을 작성하였다. 결정계수와 같은 성능평가지료를 이용하여 대리모델을 평가하였으며 최종적으로 대리모델 기반의 전역 민감도 분석을 수행하였다. 연구결과: 지진하중을 받는 I형 곡선 거더의 응력응답에 가장 큰 영향을 미치는 불확실성 인자는 최대지반가속도(PGA), 교각의 높이(h), 강재의 항복응력(fy) 순으로 나타났다. PGA, h, fy의 주효과 민감도 지수는 각각 0.7096, 0.0839, 0.0352로 나타났으며 총 민감도 지수는 각각 0.9459, 0.1297, 0.0678로 나타났다. 결론: I형 곡선 거더의 응력응답은 입력운동의 불확실성에 대한 영향성이 지배적이며 각 불확실성 인자 사이의 교호작용에 큰 영향을 받는다. 따라서 입력운동의 개수 및 intensity measure과 같은 입력운동의 불확실성에 대한 추가적인 민감도 분석과 곡선거더의 개수 및 곡률과 같은 구조적 불확실성까지 고려한 총 민감도 분석은 필요하다.