Seismic Performance based Fragility Analysis of Bridge Structure in terms of Soil Conditions

지반조건을 고려한 교량의 내진성능기반 취약도 해석

The damage of earthquakes have to achieve by probabilistic evaluation because of uncertainty of earthquake. Fragility analysis is a useful tool for predicting the probability of damage induced by the probable earthquake. This paper presents the probability of damage as a function of peak ground acceleration and estimates the probability of five damage levels for the pier of prestressed concrete (PSC) bridge subjected to given ground acceleration. At each 100 artificial earthquake motions were generated in terms of soil conditions, and nonlinear time domain analyses were performed for the damage states of the pier of PSC bridge structures. These damage states are described by displacement ductility result from seismic performance based on existing research results. Using the damage states and ground motion parameters, five fragility curves for the pier of PSC bridges with five types of dominant frequencies were constructed assuming a log-nomal distribution. It was found that there was a significant effect on the fragility curves due to the dominant frequencies.

지진에 의한 피해는 지진이 가지는 불확실성으로 인하여 확률적으로 예측하여야 한다. 취약도 분석은 교량구조물의 피해를 지반가속도에 따른 확률로 나타내고 주어진 지진파에 대한 손상확률의 단계를 추정할 수 있다. 본 연구에서는 프리스트레스트 콘크리트 교량에 대한 수치적 시뮬레이션에 의한 취약도 곡선을 산출하기위해 해석적 연구를 수행하였다. 이를 위해 지반조건에 따라 각각 100개의 인공지 진파를 생성하고 비선형 시간이력해석을 수행하였다. 손상단계는 기존의 실험결과에 기초한 성능기반에 따라 정의하였으며 RC 교각의 지진거동을 변위연성도로 나타내었다. 손상단계 및 지반가속도를 이용하여 PSC교량의 지반조건에 따른 손상곡선을 도출하여 비교분석하였다. 연구결과에 따르면 지반조건 및 구속철근량에 따른 손상확률의 차이를 확인할 수 있다.