[논문]방파제의 성능기반 내진설계법

김영준; 박인준

doi:10.7843/kgs.2022.38.12.91

방파제의 성능기반 내진설계법
Seismic Performance-Based Design for Breakwater 원문보기

韓國地盤工學會論文集 = Journal of the Korean geotechnical society, v.38 no.12, 2022년, pp.91 - 101

김영준 (한서대학교 건설공학과) , 박인준 (한서대학교 인프라시스템학과)

초록
AI-Helper

1995년 일본에서 발생한 고베지진으로 인하여 고베항에 대규모 피해가 발생하면서, 기존 내진설계 기준의 문제점이 제기됨에 따라 기존의 유사정적해석 및 허용응력 설계법으로는 Level II(규모 6.5) 수준의 지진에 대하여 항만 구조물 설계가 불가능한 사실이 지적되어 내진설계에 있어서 성능기반 설계법의 필요성이 대두되었다. 지진이 빈번한 일본 및 미국의 경우 항만시설에 대한 가장 선진화된 설계기준을 도입하여 적용하고 있으며, 기존 내진설계기준을 성능기반설계로 전환하였다. 1999년 이후 현재까지 국내 항만내진설계법은 내진설계가 필요한 시설과 이들의 내진등급에 대한 정의가 불명확한 점에 대해 연구를 통해 필요한 시설과 내진등급에 대한 정의를 확립하고 실험적 검증을 바탕으로 국내 실정에 부합한 성능기반 내진설계법을 확립하고 있는 단계이다. 본 연구에서 개발한 방파제의 성능기반 내진설계법은 원지반의 지표면에서의 가속도 시간이력을 고속 푸리에 변환(FFT) 후 방파제의 해당성능수준별 최대허용변위에 대응한 주파수 특성을 보정해주는 필터처리를 하였고, 필터 처리된 스펙트럼을 다시 가속도 시간이력으로 역변환(IFFT) 하여 가속도 최대값을 산정함으로써 변위를 고려한 등가정적해석을 위한 수평지진계수를 산정하였다. 또한 국내 지진 수준에 맞는 방파제의 성능기반 내진설계법의 검증을 위해서 실험과 수치해석을 수행하였다.

Abstract ▼ AI-Helper

The 1995 Kobe earthquake caused a massive damage to the Port of Kobe. Therefore, it was pointed out that it was impossible to design port structures for Level II (Mw 6.5) earthquakes with quasi-static analysis and Allowable Stress Design methods. In Japan and the United States, where earthquakes are frequent, the most advanced design standards for port facilities are introduced and applied, and the existing seismic design standards have been converted to performance-based design. Since 1999, the Korean Port Seismic Design Act has established a definition of necessary facilities and seismic grades through research on facilities that require seismic design and their seismic grades. It has also established a performance-based seismic design method based on experimental verification. In the performance-based seismic design method of the breakwater proposed in this study, the acceleration time history on the surface of the original ground was subjected to a fast Fourier transform, followed by a filter processing that corrected the frequency characteristics corresponding to the maximum allowable displacement with respect to performance level of the breakwater and the filtered spectrum. The horizontal seismic coefficient for the equivalent static analysis considering the displacement was calculated by inversely transforming (i.e., subjected to an inverse fast Fourier transform) into the acceleration time history and obtaining the maximum acceleration value. In addition, experiments and numerical analysis were performed to verify the performance-based seismic design method of breakwaters suitable for domestic earthquake levels.

주제어

표/그림 (19)

표 Table 1. Acceptable level of damage in performance-based design (International Navigation Association, 2001)
표 Table 2. Performance grades S, A, B, and C (International Navigation Association, 2001)
표 Table 3. International seismic design
그림 Fig. 1. Seismic design procedure based on performance of breakwater
표 Table 4. Seismic design criteria for domestic ports and fishing ports
그림 Fig. 2. Equivalent static analysis method
표 Table 5. Seismic performance levels and objectives of seismic performance by seismic class
표 Table 6. Seismic performance verification method by seismic performance level of breakwater
그림 Fig. 3. Procedure for calculating horizontal seismic coefficient for equivalent analysis considering displacement
그림 Fig. 4. Filter for calculating horizontal seismic force (seismic) for seismic analysis
표 Table 7. Types of vibration band experiments and centrifugal model experiments conducted
표 Table 8. Ground conditions (S₂, S₃, S₄, S₅)
그림 Fig. 5. Interpretation of geo-reaction answers section
그림 Fig. 6. Input seismic acceleration time history
그림 Fig. 7. Comparison of horizontal seismic coefficients under S₂~S₅ ground conditions
표 Table 9. Comparison of horizontal seismic coefficients under S₂ ground conditions
표 Table 10. Comparison of horizontal seismic coefficients under S₃ ground conditions
표 Table 11. Comparison of horizontal seismic coefficients under S₄ ground conditions
표 Table 12. Comparison of horizontal seismic coefficients under S₅ ground conditions

참고문헌 (10)

CCEN, Brussels (2004), "Comite Europeen de Normalisation. Eurocode 8 Design of Structures for Earthquake Resistance. Part 5: Foundations, Retaining Structures. geotechnical Aspects".
Han, I.S., Ahn, J.K., Park, D.H, and Kwon, O. (2019), "Estimation of Permanent Displacement of Gravity Quay Wall Considering Failure Surface under Seismic Loading", Journal of the Korean Geotechnical Society, Vol.35, No.4, pp.15-26.
Internaational Navigation Association (2001), "Seismic Design Guidelines for Port Structures".
Korean Ministry of Land, Infrastructure and Transport (1997), "Study on the Desgin Guideline of Seismic CapacityII".
Kim, Y.J., Jang, D.I., Kawk, C.W., and Park, I.J. (2021), "Seismic Stability Evaluation of the Breakwater Using Dynamic Centrifugal Model Test", Journal of the Korean Geotechnical Society, Vol.37, No.6, pp.39-50.
Kim, Y.J. and Park, I.J. (2022), "Analysis on the Dynamic Behavior of Breakwater with the DCM Method Using the Shaking Table Test", JOURNAL of THE KOREAN GEOENVIRONMENTAL SOCIETY, Vol.23, No.5, pp.25-32.
Lee, J.S., Park, T.J., Lee, M.G., and Kim, D.S. (2018), "Verification of the Numerical Analysis on Caisson Quay Wall Behavior Under Seismic Loading Using Centrifuge Test", Journal of the Korean Geotechnical Society, Vol.34, No.11, pp.57-70.
Ministry of Oceans and Fisheries (2019), "Design Standards and Explanation of Port and Fishing Port Earthquake".
Ministry of Land, Infrastructure and Transport (2018), "Korean Design Standard - Seismic Design Standards (KDS 17 00 00)".
The overrseas coastal are Development institute of Japan (2009), "Technical Standards and Commentaries for Port and Barbour Facilities in Japan".

내보내기 구분	파일저장 인쇄 메일전송
구성항목	기본정보 상세정보 관리번호, 논문명, 저널/프로시딩명, 저자 , 발행년, 권, 호, 시작페이지, 끝페이지, 발행기관 관리번호, 논문명, 대등논문명, 저자 , 저널/프로시딩명, 발행기관, 발행년, 발행언어, 권, 호, 시작페이지, 끝페이지, ISBN, ISSN, 주제분야, 키워드, 초록(한글), 초록(영문), 저자(소속기관)
저장형식	Text(ASCII format) Excel format RefWorks Direct Export RIS format (for Reference Manager, ProCite, EndNote), Scholar's Aids, Mendeley
메일정보	받는사람 (필수) @ 보내는사람 (선택) @ 제목 내용 KISTI 검색결과 이메일 서비스
안내	총 건의 자료가 검색되었습니다. 다운받으실 자료의 인덱스를 입력하세요. (1-10,000) 검색결과의 순서대로 최대 10,000건 까지 다운로드가 가능합니다. 데이타가 많을 경우 속도가 느려질 수 있습니다.(최대 2~3분 소요) 다운로드 파일은 UTF-8 형태로 저장됩니다. 파일의 내용이 제대로 보이지 않을실 때는 웹브라우저 상단의 보기 -> 인코딩 -> 자동선택 여부를 확인하십시오. ~ Text(ASCII format) Excel format

연합인증