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경사식 방파제의 비용 최적화에 기초한 부분안전계수 및 목표파괴확률 산정
Estimation of Partial Safety Factors and Target Failure Probability Based on Cost Optimization of Rubble Mound Breakwaters 원문보기

한국해안·해양공학회논문집 = Journal of Korean Society of Coastal and Ocean Engineers, v.22 no.3, 2010년, pp.191 - 201  

김승우 (서울대학교 건설환경공학부) ,  서경덕 (서울대학교 건설환경공학부)

초록
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방파제는 인명 피해의 우려가 적은 구조물이기 때문에 주로 비용 최적화를 고려하여 설계한다. 하지만 대부분의 국내 방파제는 비용최적설계를 고려하지 않았다. 본 연구에서는 비용최적설계를 국내의 경사식 방파제에 적용하여 최적설계중량과 목표파괴확률 그리고 부분안전계수를 산정하였다. 사용한 방법은 PIANC Working Group 47의 Hans F. Burcharth and John D. Sorensen에 의해 개발된 것이다. 최적재현기간은 많은 경우에 50년으로 계산되었고 실질이자율이 높을 경우에 100년으로도 계산되었다. 최적재현기간에 해당하는 파괴확률과 기존 구조물의 신뢰성 해석에서 얻은 파괴확률을 사용하여 목표파괴확률을 제안하였다. 국내 설계기준인 초기한계상태의 최종적인 목표파괴확률은 약 60%이며 이에 상응하는 전체안전계수는 1.09이다. 이는 현행 설계법보다 9% 큰 공칭직경과 30% 큰 설계중량을 요구한다. 또한 비용최적설계를 고려한 부분안전계수를 산정하여 비용을 고려하지 않는 Level 2의 부분안전계수와 비교하였고 목표파괴확률이 40% 미만일 때 두 방법이 비교적 잘 일치함을 보였다.

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

The breakwaters are designed by considering the cost optimization because a human risk is seldom considered. Most breakwaters, however, were constructed without considering the cost optimization. In this study, the optimum return period, target failure probability and the partial safety factors were...

주제어

#경사식 방파제   #비용최적설계   #부분안전계수   #목표파괴확률  

질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
일반적인 구조물의 설계시 고려하는것은? 일반적인 구조물은 인명 피해, 경제적 손실 그리고 사회 · 환경적 손실에 따라 중요도를 구분하여 설계하며 특히 교량, 고층빌딩 등은 인명 피해에 대한 높은 안전기준을 가지고 설계한다. 유럽의 일반적 토목구조물의 설계기준인 JCSS(2004, Joint Committee on Structural Safety)와 ECS(EN 1990)는 인명 피해에 따른 경제적 손실과 사회 · 환경적 손실을 고려한 확률론적 설계기준을 제시하고 있다.
Burcharth and Sorensen는 무엇을 수행하여 최적설계중량을 산정하였는가? 이에 국내외 연구자들은 방파제의 비용최적설계 방법을 사용하여 설계기준을 제안하고자 노력하고 있다. Burcharth and Sorensen(2005)은 사석과 Cubes로 피복된 경사식 방파제에 대해 비용최적설계를 수행하여 최적설계중량을 산정하였다. Castillo et al.
van der Meer(1988)의 공식은 어떤 경우에만 유효한가? Tetrapod의 중량을 산정하는 안정식은 van der Meer(1988)의 공식을 사용한다. 하지만 제안된 공식은 구조물의 경사가 1:1.5일 때만 유효하다. 그러나 실제 경사식 방파제는 구조물의 경사가 1:1.
질의응답 정보가 도움이 되었나요?

참고문헌 (16)

  1. 국토해양부 (2008). 2008년 하반기 건설공사 실적공사비 적용 공종 및 단가. 

  2. 김승우, 서경덕, 이철응, 박동헌 (2009). 국내 항만의 방파제 피복블록의 신뢰성 해석, 한국해안해양공학회논문집, 21(1), 15-29. 

    원문보기 상세보기

  3. 김승우, 서경덕 (2009). 국내에서 시공된 Tetrapod 피복재에 대한 Hudson 공식의 부분안전계수 산정, 한국해안해양공학회 논문집, 21(5), 345-356. 

    원문보기 상세보기

  4. Burcharth, H.F. (2000). State of the art in conceptual design of breakwaters, Coastal Structures '99(ed I.J. Losada), A.A. Balkema, Rotterdam, 3-20. 

  5. Burcharth, H.F., Sorensen, J.D. (2005). Optimum safety levels for breakwaters, Proc. Coastline, Structures and Breakwaters, London, UK, 1-13. 

  6. Burcharth, H.F. (2009). Personal communication. 

  7. Castillo, E., Losada, M.A., Minguez, R., Castillo, C., Baquerizo, A. (2004). Optimal engineering design method that combines safety factors and failure probabilities: Application to rubble mound breakwaters, J. Waterway, Port, Coastal and Ocean Engineering, ASCE, 130(2), 77-88. 

    상세보기 crossref

  8. European Committee for Standardisation (1990). Eurocode 1 and 2 for Actions on Structures, European Committee for Standardisation. 

  9. Hudson, R. Y. (1959). Laboratory investigation of rubble mound breakwaters, J. Waterway and Harbors Division, ASCE, 85(WW3), 93-121. 

  10. Italian recommendation (1996). Technical instructions for the design of maritime dikes. 

  11. JCSS (2004). Probabilistic Model Code Part 1-Basic of design. 

  12. ROM 0.0 (2002). Recommendatons for Marine Structures. General procedure and requirements in the design of harbor and maritime structures. Part 1. Puertos del Estado, Ministerio de Fomento, Spain 

  13. Suh, K.D., Kim, K.S., Kim, D.L. (2010). Effects of discount rate and various costs on optimal design of caisson breakwater, J. Civil Engineering, KSCE, 14(2), 99-109. 

    상세보기 crossref

  14. US Army Corps of Engineers(2006). Coastal Engineering Manual, U.S. Army Corps of Engineers, Washington, D.C. (in 6 volumes) 

  15. van der Meer, J. W. (1988). Stability of Cubes, Tetrapods and Accropods, Proc. of the Breakwaters '88 Conference; Design of Breakwaters, Institution of Civil Engineers, Thomas Telford, London, UK, 71-80. 

  16. Vrijling, J.K., Voortman, H.G., Burcharth, H.F., and Sorensen, J.D. (2000). Design philosophy for a vertical breakwater, Coastal Structures '99(ed I.J. Losada), A.A. Balkema, Rotterdam, 631-635. 

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