Fatigue Behavior and Probabilistic Fatigue Analysis of Concrete Offshore Structures

콘크리트 해양구조물(海洋構造物)의 피로거동(疲勞擧動)과 확률론적(確率論的) 피로해석(疲勞解析)

Recently, the offshore structures are increasingly constructed to explore the natural resources. These offshore structures are to be designed to resist the repetitive wave forces. A probabilistic method for the fatigue analysis of offshore concrete structures is presented in this study. The present spectral fatigue analysis calculates wave forces first and then the transfer functions for unit waves from which stress spectra are determined. The calculated fatigue stresses may then be used to evaluate the fatigue damage of concrete structures. A simplified model for the estimation of fatigue damage of the structures, which employs only the probabilistic moments of the peak stress distribution without direct integration, is also proposed. The present study allows more realistic fatigue analysis of offshore concrete structures.

최근들어 에너지의 개발을 위한 노력으로 해양구조물(海洋構造物)의 건설(建設)이 증가되고 있다. 이러한 해양구조물(海洋構造物)은 파랑(波浪)의 반복적(反復的)임 작용으로 피로하중(疲勞荷重)에 대한 고려가 필요하게 된다. 본(本) 논문(論文)에서는 콘크리트 해양구조물(海洋構造物)의 합리적(合理的)인 피로해석방법을 정립하기 위한 연구(硏究)를 수행하였다. 본(本) 논문(論文)에서 연구된 피로해석방법은 스펙트럼해석방법으로서, 우선 파력(波力)을 계산하고, 단위파랑(單位波浪)에 대한 전달함수를 계산하며 이로부터 응력스펙트럼을 계산하여 콘크리트의 피로거동에 근거한 피로손상을 계산한다. 또한, 본 논문에서는 피로손상계산시 요구되는 첨두응력분포 곡선하의 면적에 대한 직접 적분을 수행하지 않고, 첨두응력 분포곡선의 각 확률모멘트를 이용하여 피로손상을 계산할 수 있는 단순해석모델을 유도하여 제안하였다. 본(本) 논문(論文)은 콘크리트 해양구조물의 피로설계(疲勞設計) 위한 실제적인 피로해석방법을 제시하고 있다.