비정상과정의 강한 지진에 대한 해양 가이드 타워의 동력학적 응답해석

Nonstationary Response Analysis of Offshore Guyed Tower for Strong Earthquakes

해양 가이드 타워를 대상으로 하여 지진하중에 대한 심해용 구조물의 비정상 거동해법에 대하여 연구하였다. 지반운동의 비정상 특성을 정상과정 성분에 시간포락함수가 곱해진 형태로 모형화하였으며, 구조물의 비정상 거동은 시간종속 분산함수로 구하였다. 지진의 시간포락함수와 정상과정 성분의 자기상관함수를 지수함수로 수식화하여 나타냄으로써, 구조물 거동의 시간종속 분산값을 해석적인 방법으로 구할 수 있는 기법을 개발하였다. 시간에 따른 거동의 분산값을 기본자료로 하여 지진의 발생기간 동안 예상되는 최대거동을 구하였으며, 이 값을 구조물 거동을 정상과정으로 가정하여 산정한 결과와 비교 분석하였다.

A method for nonstationary response analysis of an offshore guyed tower subjected to earthquake loading is presented. The nonstationarity of the earthquake excitation is modeled by imposing a time varying envelope function onto a stationary random model. By taking the envelope function and the auto-correlation function of ground acceleration in terms of complex exponential functions of time, an analytical procedure is developed for computing time varying variances of the tower response. Example analysis indicates that the maximum responses estimated by considering nonstationary effect properly are significantly less than those obtained by the conventional frequency domain analysis method based upon the stationary assumption.