• 한국지진공학회논문집
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• 제15권3호
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• pp.65-72
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• 2011

기존의 확률적 지진 취약성 분석은 그 중요성에도 불구하고 시간과 노력의 과도한 소요로 인하여 내진 성능 평가에 사용되기에 많은 제약이 따라왔다. 본 연구에서는 이를 극복하기 위해 획기적 수준의 신속성과 확장성을 갖춘 지진 취약성 분석 체계와 이를 실용화 하기위한 취약성 등고선을 개발하였다. 응답 데이터베이스를 활용하여 광범위한 구조물의 최대 응답을 즉각적으로 구하고 이를 바탕으로 구조물의 주기와 강성에 따른 한계상태확률의 변화를 한눈에 파악할 수 있는 취약성 등고선을 도출하였다. 최대응답 등고선의 도출과 비교를 통해서 최대응답의 분포는 연성도 요구치로 나타내는 것이 변위의 절대값으로 표현하는 것보다 안정적인 예측곡선을 보여 주며, 구조물의 응답특성변수인 주기와 강도비가 최대응답에 미치는 영향을 분석하는데도 유리함을 확인하였다. 연성도를 내진성능 평가의 기준으로 사용하기 위해서 내진설계기준에서 한계상태변위로서 제시되는 층간변위비와 연성도 요구치 사이의 상호 변환 관계를 정의하였다. 예제 구조물의 내진보강 전략 수립에 대한 논의를 통해서 신뢰성 이론에 기반 한 내진 보강과 설계에 취약성 등고선이 매우 유용하게 활용될 수 있음을 보여주었다.

• 한국재난정보학회 논문집
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• 제15권4호
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• pp.626-633
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• 2019

연구목적 : 동일한 단면 2차 모멘트를 갖는 곡선 거더의 형상 변화에 따른 곡선 교량의 확률론적 안전성 평가인 지진 취약도 평가를 수행하고자 한다. 연구방법 : I, T, Box Shape 단면을 갖는 곡선 교량을 유한 요소 모델로 구축하였으며 경주 및 포항지진을 포함하여 24개의 입력지진을 적용하여 지진 취약도 평가를 수행하였다. 연구결과 : 거더의 응력에 대한 지진 취약도의 경우 T-Shpae 거더에서 가장 큰 파괴확률이 나타났으며 수평변위에 대한 지진 취약도의 경우 3개의 곡선 교량에서 비슷하게 발생하는 것으로 나타났다. 결론 : 3개의 곡선 교량에 대한 지진 취약도 분석을 수행하였으며 비틀림 저항이 가장 큰 Box-Shape 거더의 파괴확률이 가장 낮은 것으로 나타났다. 추후 연구에서는 추가적인 매개변수를 고려하여 지진 취약도 평가를 수행하고자한다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제8권1호
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• pp.203-210
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• 2004

1994년 Northridge 지진 이후 내진보강한 콘크리트 교량의 손상도 곡선을 유도하였고, 이 곡선을 사용하여 교각과 신축이음장치에 설치한 강재 재킷과 구속부재의 내진보강 효과를 고찰하였다. 손상도 곡선을 2변수(중간값과 대수 표준편차) 대수정규분포함수의 형태로 가정하였고, 최대지반가속도의 함수로 나타냈다. 여기서 Maximum likelihood 방법을 사용하여 대수정규분포함수의 2변수를 구하였고, FEMA SAC 프로젝트의 60개 Los Angeles 지진 시간이력을 지진해석에 사용하였다. 교각의 강재 재킷은 교량의 전반적 손상등급에서 내진보강 효과를 나타냈고, 구속부재는 낙교 등 교량의 심한 손상등급에서 효과적이었다. 여기서, 교각은 Dutta & Handel이 제시한 5개 손상등급으로 손상을 정의하였고, 신축이음장치에서는 구속부재의 파괴 및 낙교를 교량의 심각한 손상으로 규정하였다.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제86권4호
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• pp.547-571
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• 2023

To deeply probe the actual earthquake level and fragility of typical reinforced concrete (RC) structures under multiple intensity grades, considering diachronic measurement building stock samples and actual observations of representative catastrophic earth shocks in China from 1990 to 2010, RC structures were divided into traditional RC structures (TRCs) and bottom reinforced concrete frame seismic wall masonry (BFM) structures, and the empirical damage characteristics and mechanisms were analysed. A great deal of statistics and induction were developed on the historical experience investigation data of 59 typical catastrophic earthquakes in 9 provinces of China. The database and fragility matrix prediction model were established with TRCs of 4,122.5284×104 m² and 5,844 buildings and BFMs of 5,872 buildings as empirical seismic damage samples. By employing the methods of structural damage probability and statistics, nonlinear prediction of seismic vulnerability, and numerical and applied functional analysis, the comparison matrix of actual fragility probability prediction of TRC and BFM in multiple intensity regions under the latest version of China's macrointensity standard was established. A novel nonlinear regression prediction model of seismic vulnerability was proposed, and prediction models considering the seismic damage ratio and transcendental probability parameters were constructed. The time-varying vulnerability comparative model of the sample database was developed according to the different periods of multiple earthquakes. The new calculation method of the average fragility prediction index (AFPI) matrix parameter model has been proposed to predict the seismic fragility of an areal RC structure.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제36권6호
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• pp.371-380
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• 2023

지진취약도를 산정하기 위해서는 목표 부지의 특성을 제대로 표현할 수 있는 입력 지진파의 산정이 중요하다. 본 논문에서는 국내외 강진 및 중‧약진 지역에서의 입력 지진파에 대한 단자유도 모델의 지진취약도를 분석하였다. 분석을 위한 첫 번째 단계로, 국외 강진 기록 중 근/원거리에서 측정한 2개의 입력 지진파 세트와 국내 중·약진 지역 특성에 적합한 입력 지진파 2개의 세트, 총 4개의 입력 지진파 세트를 선정하였다. 대상 구조물로는 3가지 고유주기에 대한 비선형 단자유도 모델을 적용하였고, 취약도 분석을 위해 증분동적해석을 이용하였다. 또한, 4가지 손상 상태를 정의하고, 손상 상태 각각에 대해 4가지 입력 지진파 세트의 고유주기별 지진취약도 결과를 제시하였다.

• Steel and Composite Structures
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• 제19권1호
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• pp.237-262
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• 2015

In this study, we try to compare different intensity measures for evaluating nonlinear response of bridge structure. This paper presents seismic analytic fragility of a three-span concrete girder highway bridge. A complete detail of bridge modeling parameters and also its verification has been presented. Fragility function considers the relationship of intensities of the ground motion and probability of exceeding certain state of damage. Incremental dynamic analysis (IDA) has been subjected to the bridge from medium to strong ground motions. A suite of 20 earthquake ground motions with different range of PGAs are used in nonlinear dynamic analysis of the bridge. Complete sensitive analyses have been done on the response of bridge and also efficiency and practically of them are studied to obtain a proficient intensity measure for these types of structure by considering its sensitivity to the period of the bridge. Three dimensional finite element (FE) model of the bridge is developed and analyzed. The numerical results show that the bridge response is very sensitive to the earthquake ground motions when PGA and Sa (Ti, 5%) are used as intensity measure (IM) and also indicated that the failure probability of the bridge system is dominated by the bridge piers.

• Advances in concrete construction
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• 제9권4호
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• pp.337-343
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• 2020

In the present study, by employing fragility analysis, the seismic vulnerability of a concrete girder bridge, one of the most common existing structural bridge systems, has been performed. To this end, drift demand model as a fundamental ingredient of any probabilistic decision-making analyses is initially developed in terms of the two most common intensity measures, i.e., PGA and Sa (T₁). Developing a probabilistic demand model requires a reliable database that is established in this paper by performing incremental dynamic analysis (IDA) under a set of 20 ground motion records. Next, by employing Bayesian statistical inference drift demand models are developed based on pre-collapse data obtained from IDA. Then, the accuracy and reasonability of the developed models are investigated by plotting diagnosis graphs. This graphical analysis demonstrates probabilistic demand model developed in terms of PGA is more reliable. Afterward, fragility curves according to PGA based-demand model are developed.

• 한국지진공학회논문집
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• 제27권2호
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• pp.83-90
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• 2023

The recent increase in earthquake activities has highlighted the importance of seismic performance evaluation for civil infrastructures. In particular, the container crane essential to maintaining the national logistics system with port operation requires an exact evaluation of its seismic response. Thus, this study aims to assess the seismic vulnerability of container cranes considering their seismic characteristics. The seismic response of the container crane should account for the structural members' yielding and buckling, as well as the crane wheel's uplifting derailment in operation. The crane's yielding and buckling limit states were defined using the stress of crane members based on the load and displacement curve obtained from nonlinear static analysis. The derailment limit state was based on the height of the rail, and nonlinear dynamic analysis was performed to obtain the seismic fragility curves considering defined limit states and seismic characteristics. The yield and derailment probabilities of the crane in the near-fault ground motion were approximately 1.5 to 4.7 and 2.8 to 6.8 times higher, respectively, than those in the far-fault ground motion.

• 한국지반공학회논문집
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• 제39권10호
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• pp.27-39
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• 2023

극한홍수에 대응하기 위한 홍수 위험도 관리의 필수 요소인 홍수 위험도 평가를 위해서는 댐 및 하천제방과 같은 홍수방어시설에 대하여 여러 파괴 메커니즘을 고려한 신뢰도 해석을 수행해야 한다. 본 연구에서는 수위급강하에 의한 제체 사면의 시간에 따른 확률론적 안정성 평가에 대하여 연구하였다. 유한요소 해석에 의한 침투해석 결과를 사면안정 해석에 연동하여 Monte Carlo Simulation을 수행함으로써 수위급강하에 따른 제체의 시간의존적 거동을 연구하고 파괴확률을 계산하여 제방의 취약도 곡선을 작성하였다. 수위급강하에 의한 사면의 파괴확률은 특정 수위까지는 매우 작은 값을 유지하지만, 그 이상에서는 수위가 증가함에 따라 급격하게 증가하는 현상을 보였다. 또한 취약도 곡선은 수위 하강 속도에 크게 영향을 받았다. 수위 저하 속도는 수문 시나리오에 의한 수위의 변동해석을 통하여 결정되므로 수위급강하에 따른 제방 제외지 사면의 안정성은 기후변화에 따라 크게 영향을 받을 것으로 판단된다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제19권2호
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• pp.143-159
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• 2017

지진하중으로 초래되는 지하터널 구조물의 손상에 대한 위험도를 예측하기 위해 이 논문에서 확률론적 취약도 평가절차를 개발하였다. 특히 지진취약도 평가에 필수 요소인 취약도곡선의 유도를 위하여 단순화된 방법론을 정립하는 데 중점을 두었다. 지반-구조물상호작용(SSI) 효과를 고려한 구조물의 동적응답거동을 추정하기 위해서 지중구조물에 대한 지반응답가속도법(GRAMBS)을 제안기법에 적용하였다. 또한, 푸시오버 해석을 통해 터널의 손상상태를 정의하고 라틴하이퍼큐브 샘플링(LHS) 기법을 사용하여 설계변수와 관련된 불확실성을 고려하였다. 적용된 기법의 개념을 보다 상세하게 설명하기 위하여 설계스펙트럼을 만족하도록 생성된 다수의 인공지진운동에 대해 수치해석을 수행하고 취약도곡선을 개발하였다. 두 매개변수 대수정규분포 함수로 지진 취약도곡선을 표현하는데, 여기서 두 매개변수인 중앙값과 대수표준편차는 최우추정(MLE)법을 사용하여 산정하였다.