• 제목/요약/키워드: fragility analysis

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다경간 콘크리트 교량의 지진 취약도 (Seismic Fragility Curves for Multi-Span Concrete Bridges)

  • Kim, Sang-Hoon
    • 한국지진공학회논문집
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    • 제7권6호
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    • pp.35-47
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    • 2003
  • 다수의 지점 위에 놓인 교량의 경우, 지진으로 인한 지반운동은 교량길이에 따른 거리에 걸쳐 지점마다 현저하게 다를 수 있다. 본 연구는 이러한 공간적 특성을 고려하기 위하여 지점마다 다른 진폭과 위상 그리고 주파수 성분을 갖도록 지반운동 시간이력곡선을 생성하였고, Monte Carlo 해석기법을 사용하여 생성된 지반운동 하에서 교량의 비선형 동적거동을 고찰하였으며 두개의 실제 교량에 대한 취약도 해석을 수행하였다. 공간적 특성이 지진반응에 미치는 영향을 고려하여 교량교각의 연성도에 대한 취약도 곡선을 개발하였고, 동일지진 하에서의 취약도 곡선과 비교 검토하였다. 본 연구는 동일 지반운동을 사용하여 교량해석을 수행하는 경우 교각의 요구 연성계수가 상이 지반운동을 사용하는 경우보다 저평가 될 수 있다는 것을 입증하였다. 지진취약도 곡선은 지반운동의 강도를 표시하는 PGA, PGV, SA, SV와 SI의 함수로 나타내어졌다. 본 연구는 최초로 공간적 특성을 반영한 지반운동 하에서의 지진취약도 곡선을 개발하였으며, 다경간 교량의 내진설계시 시방서에 그 영향을 고려하기 위한 설계지침의 근거를 제공할 것이다.

선박충돌에 의한 해상풍력발전기의 취약도 평가 (Fragility Assessment of Offshore Wind Turbine by Ship Collision)

  • 조병일;김동현
    • 한국해안·해양공학회논문집
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    • 제25권4호
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    • pp.236-243
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    • 2013
  • 해상풍력발전기는 주위를 항행하는 선박 및 바지선등과 같은 선박에 의한 충돌피해가 발생할 수 있기 때문에 이에 대한 안정성을 고려해야 한다. 본 연구에서는 선박충돌에 대해 안정성을 고려하기 위해 해상풍력발전기의 선박충돌해석을 수행하고 충돌하중의 불확실성을 고려하기 위해 충돌취약도를 분석하였다. 충돌해석은 해저지반-기초구조물의 상호작용 및 유체를 p-y곡선과 부가질량법으로 고려하였다. 충돌취약도는 선박의 중량과 충돌각, 선박흘수를 변동성으로 고려하여 항복응력에 대한 손상수준을 추정하였으며 취약도를 분석한 결과, 850ton 바지선과 30,000DWT 화물선의 충돌속도에 취약함을 확인하였다.

증분동적해석을 이용한 철골모멘트골조의 지진취약도 함수 (Seismic Fragility Functions for Steel Moment Resisting Frames using Incremental Dynamic Analyses)

  • 이승원;이원호;김형준
    • 한국전산구조공학회논문집
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    • 제27권6호
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    • pp.509-516
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    • 2014
  • 일반적으로 지진취약도를 평가할 때 사용되는 해석방법 중 하나인 역량스펙트럼 방법은 증분동적해석에 비해 해석의 정확성이 떨어지는 제한점이 있다. 본 연구에서는 증분동적해석이 가장 정확도가 높은 해석기법이라는 점에 착안하여 증분동적해석을 이용한 지진취약도 곡선의 도출과정을 제안하였다. 타당성 비교를 위하여 역량스펙트럼 방법과 제안된 방법으로 도출한 취약도 곡선을 비교하여 두 해석기법에 의한 지진취약도 곡선의 경향을 분석하였다. 그 결과 Slight damage와 Moderate damage의 경우 두 해석방법이 유사한 곡선 경향을 보이나 Extensive damage와 Complete damage의 경우에는 IDA방법에 의한 곡선이 더 가파른 경향을 보였다. 이는 구조물의 거동을 이상화하여 극한점 이후 구조물의 저항 강도가 떨어지지 않는다고 가정하는 역량스펙트럼 방법의 영향을 받는 것으로 사료된다.

PSC-I 거더교의 지진취약도 평가를 위한 HAZUS 방법의 국내 적용성 연구 (Modified HAZUS Method for Seismic Fragility Assessment of Domestic PSC-I Girder Bridges)

  • 서형열;이진학;김두기;송종걸
    • 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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    • 제14권2호
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    • pp.161-170
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    • 2010
  • 교량구조물의 지진재해평가기술을 개발하기 위해서는 전체 교량에 대한 분류체계별 표준교량을 선정한 후, 간편한 정식화 방법을 통해 지진취약도를 분석하고, 이로부터 교량의 근사적인 지진위험도를 평가하는 것이 현실적이라 할 수 있다. 본 연구에서는 HAZUS에서 사용 중인 간편하면서도 실용적인 방법을 미국과 국내의 내진설계수준 등을 고려하여 국내 PSC-I 거더교에 적용 가능하도록 '수정된 HAZUS 방법에 의한 한국형 지진취약도함수'를 개발하였다. 이를 위해 국내 표준교량 형식 중 하나인 PSC-I 거더교에 대해 수치해석적 방법을 적용하여 해석적 지진취약도함수를 구하고, 수정된 HAZUS 방법을 적용하여 지진취약도함수를 구한 후 그 결과를 비교 분석하였다. 수정된 HAZUS 방법에서의 주요 계수는 수치해석적 방법에 의한 지진취약도함수와 가장 유사한 경향을 보이도록 하는 계수를 선택하는 방법으로 결정하였으며, 강도감소계수의 경우 HAZUS에서 제시한 값의 70% 수준을 사용할 때 해석적 결과와 유사한 지진취약도 함수를 구할 수 있음을 알 수 있었다.

The development of the seismic fragility curves of existing bridges in Indonesia (Case study: DKI Jakarta)

  • Veby Citra Simanjuntak;Iswandi Imran;Muslinang Moestopo;Herlien D. Setio
    • Structural Monitoring and Maintenance
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    • 제10권1호
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    • pp.87-105
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    • 2023
  • Seismic regulations have been updated from time to time to accommodate an increase in seismic hazards. Comparison of seismic fragility of the existing bridges in Indonesia from different historical periods since the era before 1990 will be the basis for seismic assessment of the bridge stock in Indonesia, most of which are located in earthquake-prone areas, especially those built many years ago with outdated regulations. In this study, seismic fragility curves were developed using incremental non-linear time history analysis and more holistically according to the actual strength of concrete and steel material in Indonesia to determine the uncertainty factor of structural capacity, βc. From the research that has been carried out, based on the current seismic load in SNI 2833:2016/Seismic Map 2017 (7% probability of exceedance in 75 years), the performance level of the bridge in the era before SNI 2833:2016 was Operational-Life Safety whereas the performance level of the bridge designed with SNI 2833:2016 was Elastic - Operational. The potential for more severe damage occurs in greater earthquake intensity. Collapse condition occurs at As = FPGA x PGA value of bridge Era I = 0.93 g; Era II = 1.03 g; Era III = 1.22 g; Era IV = 1.54 g. Furthermore, the fragility analysis was also developed with geometric variations in the same bridge class to see the effect of these variations on the fragility, which is the basis for making bridge risk maps in Indonesia.

제진장치 설치 해양구조물의 생애주기 지진위험도 (Lifetime Seismic Risk of Offshore Structures with a Built-in Vibration Control Device)

  • 김동현
    • 한국해양공학회지
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    • 제24권5호
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    • pp.48-54
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    • 2010
  • The analysis of the seismic risk of an offshore structure with a control device is presented. First, a probability density function was developed to represent seismic hazard, and seismic fragility under artificial earthquake conditions was determined. Fragility curves for an offshore structure with both passive and active control devices were determined. Displacement criteria were set to evaluate the performance of the structure. Based on numerical analysis, the seismic risk to the structure was considerably reduced when the structure had a seismic control device. The seismic risk to the actively controlled structure was decreased by 80% compared to the uncontrolled case. Reasonable performance evaluations of offshore structure with control devices can be conducted through risk analysis.

Seismic performance evaluation of moment frames with slit-friction hybrid dampers

  • Lee, Joonho;Kim, Jinkoo
    • Earthquakes and Structures
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    • 제9권6호
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    • pp.1291-1311
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    • 2015
  • This study investigates the seismic energy dissipation capacity of a hybrid passive damper composed of a friction and a hysteretic slit damper. The capacity of the hybrid device required to satisfy a given target performance of a reinforced concrete moment resisting frame designed with reduced design base shear is determined based on the ASCE/SEI 7-10 process, and the seismic performances of the structures designed without and with the hybrid dampers are verified by nonlinear dynamic analyses. Fragility analysis is carried out to investigate the probability of a specified limit state to be reached. The analysis results show that in the structure with hybrid dampers the residual displacements are generally reduced and the dissipated inelastic energy is mostly concentrated on the dampers. At the Moderate to Extensive damage states the fragility turned out to be smallest in the structure with the hybrid dampers.

강상자형 합성거더교의 확률론적 내진성능 평가를 위한 시스템-수준 지진취약도 방법의 개발 (Development of System-level Seismic Fragility Methodology for Probabilistic Seismic Performance Evaluation of Steel Composite Box Girder Bridges)

  • 꽁씨나;김예은;문지호;송종걸
    • 한국전산구조공학회논문집
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    • 제36권3호
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    • pp.173-184
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    • 2023
  • 강진에 대한 다양한 비선형 거동을 하는 부재요소들로 이루어진 교량시스템의 현재까지의 일반적인 지진취약도 평가방법은 부재-수준에서 평가하는 것이다. 본 연구의 목적 부재-수준의 지진취약도 평가결과로부터 구조시스템을 대표하는 시스템-수준의 지진취약도 평가방법을 개발하는 것이다. 교량의 지진 거동을 일반적으로 교축방향과 교축직각방향으로 구분하기 때문에 본 연구에서도 시스템-수준 지진취약도를 두 방향에 대하여 구분해 평가하였다. 길이 방향에 대한 부재-수준의 지진취약도평가는 교각, 교량받침, 충돌, 교대, 낙교에 대하여 수행하였다. 교축직각 방향에 대해서는 충돌, 교대, 낙교의 손상이 영향을 주지 않으므로 부재-수준의 지진취약도평가는 교각과 교량받침에 대하여만 수행하였다. 다양한 구조부재의 비선형모델을 이용한 지진해석은 OpenSEES 프로그램을 사용하여 수행하였다. 시스템-수준의 지진취약도는 부재-수준 사이의 손상이 직렬연결이라고 가정하고 평가하였다. 교각의 손상이 다른 부재-수준의 손상보다 시스템-수준의 지진취약도에 지배적인 영향을 주는 것을 알 수 있었다. 다시 말하면 가장 취약한 부재-수준의 지진취약도가 시스템-수준의 지진취약도에 가장 지배적인 영향을 주는 것을 의미한다.

성능스펙트럼에 의한 교량의 손상도 평가 (Evaluation of Bridge Fragility by Capacity Spectrum Method)

  • 김호경
    • 한국지진공학회:학술대회논문집
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    • 한국지진공학회 2001년도 춘계학술대회 논문집
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    • pp.329-336
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    • 2001
  • This study examines the fragility curves of a bridge by Capacity Spectrum Method. A sample of 10 nominally identical but statistically different bridge and 80 ground-motion time histories are considered to account for the uncertainties related to the structural capacity and ground motion, respectively. The comparison of fragility curves by Capacity Spectrum Method with those by time-history analysis indicates that the agreement is excellent for the state of at least minor damage, but not as good for the state of major damage where nonlinear effects clearly play a crucial role. Overall, however, the agreement is adequate even in the state of major damage considering the large number of typical assumptions under which the analyses of fragility characteristics are performed.

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열화를 고려한 원자력발전소 철근콘크리트 보의 지진 취약도 해석 (Seismic Fragility Analysis of Deteriorated Reinforced Concrete Beams in Nuclear Power Plants)

  • 이명규;김문수;정연석;김인수;고성기
    • 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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    • 한국콘크리트학회 2005년도 봄학술 발표회 논문집(I)
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    • pp.235-238
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    • 2005
  • The seismic fragility analyses of reinforced concrete propelled beam are performed to evaluate safety margin. The models were simulated by Latin Hyper-Cube (LHC) method considering various aging-related deterioration of RC beam. Fragility curves under various condition subjected to static load are compared. It is found that the 20$\%$ loss of top and bottom steel 15$\%$ lower than the undegraded beam in the ultimate strength. Seismic fragility analyses were performed to find out the effect of aging-related deterioration on the dynamic behaviour of RC beam.

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