Yilmaz, Mehmet F.;Caglayan, Barlas O.;Ozakgul, Kadir
Earthquakes and Structures
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제17권1호
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pp.91-99
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2019
Fragility analysis is an effective tool that is frequently used for seismic risk assessment of bridges. There are three different approaches to derive a fragility curve: experimental, empirical and analytical. Both experimental and empirical methods to derive fragility curve are based on past earthquake reports and expert opinions which are not suitable for all bridges. Therefore, analytical fragility analysis becomes important. Nonlinear time history analysis is commonly used which is the most reliable method for determining probabilistic demand models. In this study, to determine the probabilistic demand models of bridges, time history analyses were performed considering both material and geometrical nonlinearities. Serviceability limit states for three different service velocities were considered as a performance goal. Also, support displacements, component yielding and collapse limits were taken into account. Both serviceability and component fragility were derived by using maximum likely hood methods. Finally, the seismic performance and critical members of the bridge were probabilistically determined and clearly presented.
본 연구는 부산 및 울산광역시의 토석류 유출 위험지역 총 15개소에서 토석류 유출에 영향을 미치는 산림 환경인자에 대한 인자별 발생분포비율을 분석하였다. 토심은 중(30~99 cm), 방위는 동사면과 북동사면 및 북서사면, 표고는 100~200 m, 산지평균경사는 $20^{\circ}$ 미만, 모암은 화성암, 과거 토석류 유출이 있었던 지역, 최대시우량은 50~100 mm, 1일 최대강우량은 300 m 이상, 수계밀도는 $3{\sim}4km/km^2$, 산사태 발생 가능성이 있는 경사 $20^{\circ}$ 이상의 분포비율은 20~40%와 40~60%, 산사태 위험도 2등급 이상 비율은 40~60%, 유목이 있는 상태, 사방공작물 시설이 없는 지역, 4영급, 임분이 밀한 지역, 혼효림 등의 인자가 토석류 발생에 기여하는 것으로 분석되었다.
선박충돌의 위험이 있는 교량의 교각에 대해 연파괴빈도 계산을 수행하였다. 이러한 해석을 통해 각각의 교각에 대한 선박충돌 횡방향내하력을 결정할 수 있다. 교각의 횡방향내하력은 선박충돌 위험도 평가로부터 예측된 연파괴빈도와 허용기준을 비교하는 확률기반 해석과정을 통해 결정된다. 해석과정은 교량 각 부재요소에 대한 초기 충돌저항력을 가정하여 계산된 연파괴빈도가 허용기준을 만족하도록 해석변수를 반복 수정하면서 해를 찾는 과정이다. 일반적으로 선박충돌 위험이 있는 교각들에 대한 연파괴빈도 허용기준의 분배는 설계자의 공학적 판단에 근거한다. 본 연구에서는 선박충돌 위험도 평가로부터 사전 계산되는 연파괴빈도 할당 가중치에 의해 각각의 교각에 허용기준을 분배하였다.
본 연구에서는 산사태 축소 모형 장치에 레이저 센서와 진동 센서를 설치하여 강우에 의한 사면 붕괴 시 토사의 미세 변위를 조기에 감지하여 붕괴 위험이 높은 사면에 대한 적절한 대책 마련과 사면 붕괴로 인한 피해를 최소화하기 위한 산사태 발생 시점을 예측하고자 실험을 실시하였다. 또한, 산사태 축소모형 실험을 통해 강우에 의한 토층의 거동 특성 및 간극수압과 수분과 같은 함수비 변화 특성을 분석하였다. 화강암의 풍화토로 인공사면을 조성한 다음 강우 조건을 200mm/hr와 400mm/hr로 달리하여 이에 따른 함수비(수압, 수분) 변화를 측정하고 지표 변위를 분석하기 위해 레이저 센서와 진동 센서를 적용하였으며, 영상분석을 위해 비디오 촬영을 하여 변위 발생시간을 상호 비교 분석하였다. 실험 결과 수분함량은 강우강도가 클수록 한계값 도달시간이 짧게 소요되는 것으로 나타났으며, 간극수압은 강우강도가 클수록 간극수압의 증가 시간이 짧은 것으로 나타났다. 산사태 모형실험은 현장 조건을 충분히 반영하지는 못하지만 진동 센서를 이용한 변위 발생 인지 시간을 측정한 결과 붕괴시점이 레이저 센서를 이용한 방법보다 보다 빠른 것으로 나타났다. 산사태 발생 시 센서를 이용한 지반변위 측정은 지속적인 연구를 수행할 경우 사면붕괴 예측 및 피해 저감 그리고 계측산업 활성화의 기초 자료로 활용이 가능할 것으로 판단된다.
This paper investigates the probability of failure of reinforced concrete beams for limit state of collapse for flexure and shear. The influence of randomness of the variables on the failure probability is also examined. The Indian standard code for plain and reinforced concrete IS456:2000 is used for the design of beams. Probabilistic models are developed for flexure and shear according to IS456:2000. The loads considered acting on the beam are live load and dead load only. Random variables associated with the limit state equation such as grade of concrete, grade of steel, live load and dead load are identified. Probability of failure is evaluated based on the limit state equation using First Order Reliability Method (FORM). Importance of the random variables on the limit state equations are observed and the variables are accordingly reduced. The effect of the reduced parameters is checked on the probability of failure. The results show the role of each parameter on the design of beam. Thus, the Indian standard guidelines for plain and reinforced concrete IS456:2000 is investigated with the probabilistic and risk-based analysis and design for a simple beam. The results obtained are also compared with the literature and accordingly some suggestions are made.
노후선박은 부식, 피로균열 등의 구조손상을 입고 있으며, 구조손상이 심각하면 중대한 해난사고를 초래할 위험성이 높다. 선각붕괴에 의한 선박의 침몰사고를 미연에 방지하기 위하여는 구조손상에 기인된 각종 불확실성을 고려한 노후선박의 최종강도 신뢰성을 평가할 필요가 있다. 본 논문에서는 부식에 의한 선체구조부재의 판두께 감소효과를 고려하여 선체구조의 최종강도를 기준으로한 신뢰성 평가기법을 제시하였다. 이를 위해 선체구조의 부식 속도모델을 선급에서 제시하는 데이타를 바탕으로 설정하고, 부식효과를 고려한 신뢰성 한계상태방정식을 도출하였으며, 최종강도 신뢰성은 SORM (second-order reliability method)을 적용하여 계산하였다. 본 기법을 이중선체 유조선에 적용하여 선령의 증가에 따른 단면계수 및 최종강도 신뢰성의 감소특성을 고찰하였다.
Recently, the occurrence of landslides has been increasing over the years due to the extreme weather event. Developments of landslides monitoring technology that reduce damage caused by landslide are urgently needed. Therefore, in this study, a strain ratio sensor was developed to predict the ground behavior during the slope failure, and the change in surface ground displacement was observed as slope failed on the field model experiment. As a result, in the slope failure, the ground displacement process increases the risk of collapse as the inverse displacement approaches zero. It is closely related to the prediction of precursor. In all cases, increase in displacement and reverse speed of inverse displacement with time was observed during the slope failure, and it is very important event for monitoring collapse phenomenon of risky slopes. In the future, it can be used as disaster prevention technology to contribute in reduction of landslide damage and activation of measurement industry.
Structural vibration induced by earthquake hazards is one of the most significant concerns in structure performance-based design. Structural hazards evoked from seismic events must be properly identified to make buildings resilient enough to withstand extreme earthquake loadings. To investigate the effects of combined earthquake-resistant systems, shear walls and five types of dampers are incorporated in nineteen structural models by altering their arrangements. All the building models were developed as per ACI 318-14 and ASCE 7-16. Seismic fragility curves were developed from the incremental dynamic analyses (IDA) performed by using seven sets of ground motions, and eventually, by following FEMA P695 provisions, the collapse margin ratio (CMR) was computed from the collapse curves. It is evident from the results that the seismic performance of the proposed combined shear wall-damper system is significantly better than the models equipped with shear walls only. The scrutinized dual seismic resisting system is expected to be applied practically to ensure a multi-level shield for tall structures in high seismic risk zones.
The masonry structure is constructed by cement mortar binding material of brick objects and uses reinforced hardware(connected hardware or wall tie) together when building. However, over time, the corrosion of reinforced steel and the deterioration of joint mortar as well as bricks cause the risk of collapse. In particular, when the externally decorated brick wall is installed on the concrete girder for each floor, the angle bracket is not constructed or corroded, the full-layer weight load is applied to the wall of 0.5B, which is an example of full-scale or collapse. As a result of the evaluation, it was confirmed that the performance was improved compared to the existing bracket, and we plan to carry out a real-life test and long-term performance review of the building using the bracket in the future.
화재는 건축구조물을 손상시키고, 궁극에는 붕괴될 수 있어 재실자 및 소방관의 생명을 위협한다. 따라서 화재 시에 구조물 내부의 재실자 및 소방관의 안전을 확보하기 위하여 구조물 안전성에 대한 과학적이고 공학적인 분석이 요구된다. 그러나 현실적으로 화재현장에서 화재손상 건축구조물에 대한 실시간 구조물 안전성 평가, 소방활동 안전구역 설정, 붕괴 우려시 소방관 철수 결정 등에 관한 과학적이고 공학적인 평가 절차 및 방법은 전무한 실정이다. 이에 내화설계 및 화재저항성평가 이론 등을 활용하여 화재손상 건축구조물에 대한 실시간 안전성평가에 관한 절차 및 방법을 제안하였다. 물론 이러한 안전성평가 절차 및 방법은 화재초기부터 실시간 화재건물 내부 상황을 가장 잘 파악 가능한 소방관에 의하여 이루어져야 한다고 판단되어 소방관이 활용가능한 안전성평가 절차 및 방법을 제안하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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