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하중면을 이용한 케이슨식 방파제의 신뢰성해석
Reliability Analysis of Caisson Type Breakwater using Load Surface 원문보기

한국해안·해양공학회논문집 = Journal of Korean Society of Coastal and Ocean Engineers, v.21 no.3, 2009년, pp.209 - 215  

김동현 (군산대학교 해양건설공학과)

초록
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케이슨식 방파제의 신뢰성해석 시 파고와 조위의 확률변동성을 고려하기 위한 하중면 이용방법을 제안하였다. 케이슨식 방파제 전면에 전달되는 수평파력과 양력을 전면조위와 파고의 일차함수로 추정하였으며 추정한 하중면을 일계신뢰도법을 이용한 신뢰성 해석에 적용하였다. 수치해석에서 하중면을 이용한 케이슨식 방파제의 활동 및 전도 파괴확률을 산정하였으며 몬테카를로 모사법의 결과와 비교하였다.

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

A new load surface method for reliability of caisson type breakwater was proposed. Linear functions for horizontal wave force and uplift force were estimated by using water level and wave height then they were applied to the reliability analysis of breakwater using first order reliability method(FOR...

주제어

#하중면   #신뢰성   #케이슨   #방파제   #수평파력   #양력   #일계신뢰도법  

AI 본문요약
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  • 케이슨식 방파제의 신뢰성 해석 시 파고와 조위의 확률변동성을 고려하기 위한 하중면 방법을 제안하였다. 케이슨식 방파제 설치위치와 방파제의 제원이 결정된 후에는 수평파력과 양력은 파고와 전면조위의 양함수로 표현할 수 있으며 미소 구간에서 이것을 선형의 하중면으로 가정할 수 있다. 이러한 하중면은 일계신뢰도법과 같은 신뢰성해석을 용이하게 한다.
  • 파고의 누적분포는 다음과 같은 Weibull 분포를 따른다고 가정하였다.
  • 여기서 평균치비는 설계용 특성치에 대한 평균치의 비이고, 변동계수는 평균치에 대한 표준편차의 비이다. 파력식의 정밀도 ai는 파력과 양력 및 모멘트에 따라서 각기 다른 확률특성(CEM, 2006)을 적용할 수 있으나 여기서는 모두 같은 확률특성을 갖는 것으로 가정하였다(Takayama et al., 1992). 제체 저면수심은 10 m, 마루높이 2.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
케이슨식 방파제의 신뢰성해석을 위해 고려해야 할 점은? 케이슨식 방파제의 신뢰성해석을 위해서는 제체 제원의 확률변동성은 물론 전면조위, 파고 등에 대한 확률적 변동성을 모두 고려해야 한다. 파고는 보통 년최대 유의파고를 이용하여 확률분포를 추정하기 때문에 극치분포의 특성을 따르며 조위는 보통 정규분포를 따른다.
파고는 어떻게 추정하는가? 케이슨식 방파제의 신뢰성해석을 위해서는 제체 제원의 확률변동성은 물론 전면조위, 파고 등에 대한 확률적 변동성을 모두 고려해야 한다. 파고는 보통 년최대 유의파고를 이용하여 확률분포를 추정하기 때문에 극치분포의 특성을 따르며 조위는 보통 정규분포를 따른다. 따라서, 방파제 신뢰성 해석을 위해서는 파고와 조위의 확률밀도함수에 근거해야 한다.
기존의 연구에서 파고와 조위의 확률밀도함수에 근거하여 방파제 신뢰성 해석하는 방법의 한계점은? 즉, 파력산정식의 불확실성은 고려하였으나 파고 및 조위 자체의 불확실성은 고려하지 않았다. 이러한 방법은 고조위 시 50년 빈도의 설계파고가 발생한다는 조건하에서 방파제의 파괴확률을 산정하기 때문에 일종의 조건부 파괴확률을 의미하기 때문에 설계변수의 모든 확률변수를 고려한 방파제의 위험도 평가가 될 수 없다.
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참고문헌 (5)

  1. 김승우, 서경덕, 오영민 (2006). 동해항 방파제를 대상으로 한 신뢰성 설계법의 비교연구(2.케이슨의 활동), 한국해안해양공학회지, 18권, 2호, pp. 137-146 

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  2. 이철응 (2002). 혼성제 직립케이슨의 활동에 대한 파괴확률, 한국해안해양공학회지, 14권, 2호, pp. 95-107 

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  3. Ang, A.H.S. and Tang, W.H. (1975). Probability concepts in engineering planning and design, John Wiley & Sons, Inc 

  4. Takayama, T. and Ikeda, N. (1992). Estimation of Sliding Failure Probability of Present Breakwaters for Probabilistic Design, Report of the port and harbor research institute, Vol. 31, No. 5 

  5. Coastal Engineering Manual (CEM), (2006). Coastal Engineering Research Center, US Army Corps Engineers, Washington, DC 

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