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확률론적 내진성능평가를 위한 PSC Box 거더교의 지진취약도 해석
Seismic Fragility Analysis for Probabilistic Performance Evaluation of PSC Box Girder Bridges 원문보기

大韓土木學會論文集, Journal of the Korean Society of Civil Engineers. A. 구조공학, 원자력공학, 콘크리트공학, v.29 no.2A, 2009년, pp.119 - 130  

송종걸 (강원대학교 토목공학과) ,  김학수 (강원대학교 토목공학과) ,  이태형 (건국대학교 토목공학과)

초록
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구조물의 지진취약도 곡선은 최대지반가속도, 가속도 스펙트럼($S_a$) 혹은 변위 스펙트럼($S_d$)등과 같은 지진의 크기를 나타내는 다양한 수준에 대하여 정해진 손상상태를 초과할 확률을 나타내는 것으로 구조물의 내진성능과 지진위험도를 평가하는데 아주 중요하다. 본 논문의 목적은 국내 교량의 대표적인 형식의 하나인 PSC BOX 거더교에 대한 지진취약도를 분석하는 것이다. 이를 위해 실제지진기록을 사용하여 국내 내진설계기준에 적합한 인공지진을 작성하여 예제교량에 대한 비탄성 시간이력해석을 수행하여 Shinozuka 등이 제안한 방법을 사용하여 지진취약도 곡선을 작성하였다. 최대지반가속도에 비해 구조물의 손상을 나타내기에는 $S_a$와 $S_d$가 보다 적절하므로 지진취약도 곡선을 $S_a$와 $S_d$ 단위로 전환하여 나타내었다. 비탄성 시간이력해석에 의해 평가된 최대지반가속도, $S_a$, $S_d$ 단위의 취약도 곡선을 HAZUS에서 사용하는 간편식을 이용한 지진취약도곡선과 비교하여 평가하였다.

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

Seismic fragility curves of a structure represent the probability of exceeding the prescribed structural damage state for a given various levels of ground motion intensity such as peak ground acceleration (PGA), spectral acceleration ($S_a$) and spectral displacement ($S_d$). S...

주제어

#확률론적 방법   #내진성능 평가   #지진취약도 해석   #비탄성 시간이력해석   #손상상태  

질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
우리나라의 근래 지진발생회수 증감추이는 어떠한가? 우리나라는 상대적으로 안정적인 대륙판 내부에 위치하여 있지만 강진활동이 활발한 일본 및 대만과 근접해 있기 때문에 이전부터 지진재해의 위협을 받고 있었다. 특히 최근 기상청에서 수행한 근래 지진발생회수 및 규모에 대한 통계자료에 따르면 90년대 15~37건이었던 지진 발생수가 2000년대 들어 38~49건으로 급격히 증가한 것으로 나타났다. 따라서 우리나라도 지진안전지대가 아니며 강진 발생가능성에 대한 대비가 필요하다고 판단된다.
수치해석에 의한 지진취약도 평가를 위해서 무엇이 중요한가? 지진취약도 평가를 위하여 본 논문의 해석에 적용한 교량으로는 국내에서 많이 시공되고 있는 교량인 PSC Box 거더교를 선정하였다. 수치해석에 의한 지진취약도 평가를 위해서는 지진취약도 평가대상지역의 특성에 맞는 다양한 종류의 지진가속도 선정이 중요하다. 국내에 계측된 지진은 극히 제한적이므로 지진취약도 해석을 위해서는 현행 도로교 설계기준(2005)에 의한 설계스펙트럼에 대응되는 다양한 인공지진을 생성하여 사용하였다.
구조물의 지진취약도 해석기법의 대표적인 예는 무엇인가? 따라서 강진이 자주 발생하는 미국, 일본, 대만 등에서는 현재까지 많은 연구자들이 수행한 연구결과들을 바탕으로 하여 각국의 현황에 적합한 구조물의 지진취약도 해석기법을 개발하고 이를 실무에 적용하고 있다. 이중 가장 대표적인 것이 미국의 HAZUS(FEMA, HAZUS-MH-2003)이다. 반면 우리나라의 경우 현재 원자력 발전소, 교량 등을 포함한 대부분의 구조물의 경우에 내진설계를 적용하고 있으나, 아직까지 국내실정에 적합한 지진취약도 해석기법을 사용하여 지진재해를 확률적으로 평가하고 관리하는 시스템을 구축하지 못하고 있는 실정이다.
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참고문헌 (24)

  1. 고현무, 이지호, 강준원(2003) 소성손상모형에 기초한 철근콘크리트 교각의 지진손상평가, 대한토목학회 논문집, 대한토목학회, 제23권 제5A호, pp. 464-467. 

  2. 김두기, 서형렬, 김상훈(2005) LRB 면진장치가 설치된 엑스트라도즈드교의 지진취약도 곡선, 대한토목학회 논문집, 대한토목학회, 제25권 제2A호, pp. 429-435. 

  3. 김상훈(2003) 다경간 콘크리트 교량의 지진 취약도, 한국지진공학회 논문집, 한국지진공학회, 제l7권 제6호, pp. 35-47. 

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  4. 김상훈, 이진학, 김호경(2004) 교량의 지진 취약도 해석 시 사용되는 성능 스펙트럼 기법의 평가, 한국지진공학회 논문집, 한국지진공학회, 제8권 제1호, pp. 67-76. 

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  5. 박주남, 최은수(2007) 취약도 해석을 통한 빌딩구조물의 내진성능 비교 및 평가, 한국지진공학회 논문집, 한국지진공학회, 제11권 제3호, pp. 11-21. 

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  6. 송종걸 등(2007) 교량구조물의 지진취약도함수 국산화 연구. 연구보고서, 방재연구소. 

  7. 이대형, 박창규, 정영수(2007) 다 경간 교량의 받침조건에 따른 지진취약도 해석, 대한토목학회 논문집, 대한토목학회, 제27권 제2A, pp. 227-236. 

  8. 이진학, 김상훈, 윤정방 Shigeru Kushiyama(2004) 지진취약도 분석을 위한 확률밀도함수 보간 기법, 대한토목학회 논문집, 대한토목학회, 제24권 제2A호, pp. 391-399. 

  9. 이진학, 권오순, 박우선(2006) 확률적 접근방법에 의한 지반의 액상화 가능성 평가, 대한토목학회 논문집, 대한토목학회, 제26권 제5C호, pp. 313-322. 

  10. 이진학, 김상훈(2004) 계측자료를 활용한 교량의 확률적 지진 안전성 평가, 대한토목학회 논문집, 대한토목학회, 제24권 제5A호, pp. 1093-1102. 

  11. 이진학, 윤진영, 윤정방(2004) 지진취약도분석을 통한 교량의 지진위험도 평가, 한국지진공학회 논문집, 한국지진공학회, 제8권 제6호, pp. 31-43. 

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  19. (2003) HAZUS-MH Technical and User's Manual, FEMA. 

  20. Gasparini, D. and Vanmarcke, E.H. (1976) SIMQKE: A Program 

  21. Pekcan, G. (1998) Design of Seismic Energy Dissipation Systems 

  22. Shinozuka, M., Feng, M.Q., Kim, H.K., and Ueda, T. (2001) Statistical 

  23. Shinozuka, M. and Banerjee, S. (2006) Fragility Considerations in 

  24. Reinhorn, A.M., Simeonov, V., Mylonakis, G., and Reichman 

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