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Optimal Design for Seismically Isolated Bridges with Frictional Bearings

마찰받침이 있는 지진격리교량의 최적설계

  • 이계희 (목포해양대학교 해양시스템공학부) ;
  • 유상배 ((주)케이이엔씨 기술연구소) ;
  • 하동호 (건국대학교 토목공학과)
  • Received : 2008.04.21
  • Accepted : 2008.09.30
  • Published : 2010.10.31

Abstract

In this paper, the optimization of frictional bearings that applied to improve the seismic performance of conventional bridges were conducted. The nonlinear dynamic analysis of steel bridges and concrete bridges are carried out with the El Centro and artificial earthquake motions, and the reponses of the bridges were optimized by genetic algorithm. The object functions were considered with two parameters, such as shear forces and displacements at bearing, and the optimum object functions were searched by varying the weighting factors of the two parameters. As results, in case of the steel bridges, the optimum results were obtained when larger weight factor was imposed to the shear force. However, in case of concrete bridges, larger weight factor was need to the displacement for optimum results.

본 논문에서는 내진설계되지 않은 교량의 내진보강에 사용될 수 있는 지진격리장치의 하나인 마찰받침의 설계최적화에 대하여 연구하였다. 강상형교와 콘크리트교에 대하여 El Centro지진파와 인공지진파를 적용하여 마찰받침을 가진 교량구조물의 비선형동적해석을 수행하고 유전자알고리즘을 사용하여 구조물의 응답을 최적화하였다. 이 때 마찰받침의 전단력과 변위를 동시에 고려할 수 있도록 목적함수를 작성하고 전단력과 변위의 가중치를 변화시키면서 최적화를 수행하였다. 그 결과 상대적으로 경량인 강교에서는 전단력에, 상대적으로 중량인 큰 콘크리트교에서는 변위에 큰 가중치를 주는 경우 최적의 응답을 얻을 수 있었다.

Keywords

References

  1. 건설교통부(2004) 기존교량의 내진성능 향상요령.
  2. 건설교통부(2004) 기존교량의 내진성능 평가요령.
  3. 국가지진센터 "http://www.kmaneis.go.kr/"
  4. 김남식, 김재민, 이계희, 강형택(2005) 지진격리교량의 지진해석을 위한 인공지진파의 작성, 한국지진공학회 학술발표회논문집, 한국지진공학회.
  5. 김효범, 정길영, 음성우, 박종찬(1999) PTFE 미끄럼받침을 적용한 지진격리교량의 해석적 연구, 대한토목학회논문집, 대한토목학회, 제19권 제I-2호, pp. 149-159.
  6. 서형렬(2006) 구조물의 확률론적 지진위험도 평가, 석사학위논문, 군산대학교.
  7. 이계희, 하동호(2005) $\mu$-GA를 이용한 원전 캐비닛구조물의 최적감쇠보강, 한국지진공학회 논문집, 한국지진공학회, 제9권 제1호, pp. 1-7.
  8. 이지훈(2006) 가중치 평가기법에 의한 기존 교량의 내진보강방안결정, 박사학위논문, 건국대학교.
  9. 하동호, 고현무(2000) 마찰받침을 가진 지진격리교량의 지진응답특성, 대한토목학회논문집, 대한토목학회, 제20권 제6A호, pp. 937-944.
  10. 하동호, 이지훈, 박광순, 이용재(2007) 기존 도로교의 내진성능향상 방법 선정을 위한 가중치 평가기법, 한국지진공학회논문집, 한국지진공학회, 제11권 제3호, pp. 43-52.
  11. Priestley, M.J.N., Seible, F., and Calvi, GM. (2000) 교량의 내진설계와 내진보강, 박정배, 양용수 옮김, 과학기술부.
  12. Carroll, D.L. (2001) http://cuaerospace.com/carroll/ga.html
  13. Krishnakumar, K. (1989) Micro-genetic angorithms for stationalry and non-statinary function optimization, SPlE:Intelligent control and adaptive systems, Philadelphia, PA .
  14. Ogawa, K., Tamaki, T., Yabe, J., Sakai, F., Nishida, T., Saitoh, T., and Ha, D.-H. (1998) Experimental study on isolation system with friction damping. lABSE Reports, Vol. 79, pp. 667-672.
  15. SAP2000 User Manual, CSl, 2002.
  16. Skinner, R.I., Robinson, W.H., and McVerry, G.H. (1993) An Introduction to Seismic Isolation, John Wiley & Sons.