• 한국해안·해양공학회논문집
• /
• 제25권6호
• /
• pp.412-421
• /
• 2013

최근 서해안 등지에서 중소규모 지진이 빈번하게 발생하고 있다. 이러한 지진에 의한 항만 구조물의 손상 및 파괴는 국가 경제에 큰 피해를 유발할 수 있다. 따라서 이러한 지진에 대비하기 위한 내진 설계 및 지진 경보시스템 개발이 필요한 실정이다. 본 연구에서는 항만 지진 피해 예측 시스템에 입력치 제공을 위한 부산 및 인천항의 안벽 구조물의 지진 취약도 해석을 수행하였다. 해석 대상은 부산 및 인천항의 잔교식, Caisson식, 부벽식, 블록식 안벽을 각각 4가지 Case를 해석하였으며 기능수행수준 및 붕괴방지수준에 대하여 변위기반 지진취약도 해석을 수행하였고 해석결과를 다른 항만의 안벽에도 적용할 수 있도록 회귀분석하였다.

• 한국지반공학회논문집
• /
• 제34권11호
• /
• pp.71-80
• /
• 2018

본 연구에서는 박스형 개착식 철도 터널의 지진 응답을 유사정적 프레임 해석으로부터 평가하였으며 취약도 곡선을 도출하였다. 지반의 영향을 평가하기 위하여 다양한 이상화된 주상도를 사용하였으며 20개의 계측지진기록을 적용하였다. 기존 연구에서 제시된 탄성 모멘트와 항복 모멘트 비로 정의된 손상지수를 사용하여 Minor, Moderate, Extensive 손상상태에 대한 취약도 곡선을 각각 최대지반가속도의 함수로 적용하였다. 연구 결과, 지반 조건은 취약도에 큰 영향을 미치는 것으로 나타났으며 이를 고려하는 곡선의 개발이 중요한 것으로 나타났다. 개발된 취약도 곡선은 기존의 연구에서 도출된 곡선들과 비교하였다. 기존에 제시된 경험적 취약도 곡선은 지반조건의 영향을 고려할 수 없으며 특히 연약 지반에서는 취약도를 과소예측하는 것으로 나타났다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
• /
• 제19권2호
• /
• pp.143-159
• /
• 2017

지진하중으로 초래되는 지하터널 구조물의 손상에 대한 위험도를 예측하기 위해 이 논문에서 확률론적 취약도 평가절차를 개발하였다. 특히 지진취약도 평가에 필수 요소인 취약도곡선의 유도를 위하여 단순화된 방법론을 정립하는 데 중점을 두었다. 지반-구조물상호작용(SSI) 효과를 고려한 구조물의 동적응답거동을 추정하기 위해서 지중구조물에 대한 지반응답가속도법(GRAMBS)을 제안기법에 적용하였다. 또한, 푸시오버 해석을 통해 터널의 손상상태를 정의하고 라틴하이퍼큐브 샘플링(LHS) 기법을 사용하여 설계변수와 관련된 불확실성을 고려하였다. 적용된 기법의 개념을 보다 상세하게 설명하기 위하여 설계스펙트럼을 만족하도록 생성된 다수의 인공지진운동에 대해 수치해석을 수행하고 취약도곡선을 개발하였다. 두 매개변수 대수정규분포 함수로 지진 취약도곡선을 표현하는데, 여기서 두 매개변수인 중앙값과 대수표준편차는 최우추정(MLE)법을 사용하여 산정하였다.

• 대한토목학회논문집
• /
• 제26권1A호
• /
• pp.155-162
• /
• 2006

본 연구에서는 납면진받침(LRB)이 설치된 중경간 엑스트라도즈드교에서 교각의 파손, 상부구조의 이동변위, 그리고 케이블의 항복에 대한 지진위험도를 평가하였다. 지진위험도는 다수의 지진자료를 이용하여 지진에 대한 구조적 취약성을 평가한 지진취약도와 지진재해지도를 이용하여 해당지역에서의 지진재해도를 산정하여, 이들을 조합함으로써 평가할 수 있었다. 지진시 교각에서 소성힌지의 발생을 고려하기 위해 SAP2000을 사용하여 비선형 지진해석을 수행하였다. 지진자료는 암반노두에서 설계응답스펙트럼을 만족하는 인공지진을 작성한 후, SHAKE91을 사용하여 해당지역의 지반증폭효과를 고려하여 지진 가속도 시간이력을 구하여 사용하였다. 교각의 비선형 응답은 연성도를 사용하여 나타내었고, 2선형 직선의 모멘트-곡률 곡선으로 작성하였다. 본 연구에서는 대수정규분포함수로 지진취약도를 표현하였으며, 한반도를 대상으로 작성된 지진재해지도를 이용하여 지진재해도를 산정하였다. 해석결과 엑스트라도즈드교에서는 케이블과 거더보다는 교각하단에서 면진장치가 더 효과적인 것을 알 수 있었다.

• 한국강구조학회 논문집
• /
• 제21권1호
• /
• pp.45-53
• /
• 2009

우리나라 기존철도 교량의 40% 이상이 무도상 강판형교로 구성되어 있으며, 이들 중 대부분은 1970년대 이전에 건설되었기에 일반적으로 지진하중의 고려 없이 설계되었다. 이들 무도상 강판형 철도교의 내진성능을 향상시키기 위해서는 내진성능이 부족한 요소들에 대하여 여러가지 방법의 내진보강을 수행할 수 있는데, 내진보강의 적정수위를 정하기 위해서는 이에 대한 지진위험도 평가가 필수적이라 할 수 있다. 본 연구에서는 확률적 지진 위험도 해석과 확률적 손상해석을 통해서 무도상 강판형교에 대한 지진위험도 평가를 수행하였다. 먼저 받침 및 교각을 교량의 지진 응답에 주 영향을 미치는 주요 요소로 정의하고 각 요소 별로 지진취약도를 작성하였다. 그 후 작성된 취약도를 지진재해도함수와 결합하여 각 손상상태에 해당하는 연간 손상확률을 산정하였다. 지진 위험도 해석을 통하여 50년 초과손상확률을 계산한 결과, 무근콘크리트로 되어 있는 무도상 강판형 철도교의 교각은 우리나라의 지진상황에서 위험도가 매우 낮게 나타났다. 이는 무도상 강판형교의 특성 상 가벼운 상부구조로 인하여 지진 시 하부구조에 전달되는 횡하중이 상대적으로 적기 때문인 것으로 분석된다. 반면에 선받침으로 구성된 무도상 강판형교의 받침요소들의 50년 초과 손상확률은 상대적으로 크게 나타났는데, 그 중 자유단 받침의 경우 slight damage에 대한 초과손상확률이 12.78%로 고정단 받침의 4.23%보다 높게 나타난 반면 complete damage에 대해서는 자유단 받침과 고정단 받침 모두 비슷한 수준의 초과손상확률($0.18%{\sim}0.19%$)을 보였다. 본 연구에서 수행한 지진 위험도 평가는 추후 강판형 철도교의 내진보강을 수행함에 있어서 의사결정을 뒷받침할 수 있는 자료로 효과적으로 사용될 수 있을 것이다.

• 한국지반공학회논문집
• /
• 제35권11호
• /
• pp.111-119
• /
• 2019

지진에 대한 경각심이 높아지는 가운데 고속철도 시스템의 지진 취약성을 분석하는 것은 지진피해 사전대응분석을 위해 필수적이다. 고속철도를 이루는 구조물은 400km/s 정도까지 속도를 낼 수 있는 고속열차의 직진성을 유지하기 위해 주로 교량, 터널 등으로 구성되어 있다. 이러한 구조물의 지진에 대한 취약도는 각 구조물의 단면을 분석하여 해석적 또는 수치적 방법으로 구할 수도 있으나, 고속철도 전체 시스템을 이러한 방법으로 분석하기에는 그 대상이 넓어 많은 연구 노력이 필요하다. 본 연구에서는 이런 해석적 방법이 아닌 경험적 방법을 사용하여 고속철도 시스템 전체의 일반적인 지진 취약도 곡선을 개발하였다. 연구에 활용한 대상 지진 사례는 규모 6.6 2004년 니가타 지진으로, 이 지진은 진앙 인근 부근을 지나는 고속철도에 심각한 피해를 초래하였다. 본 연구에서는 고속철도에서의 계기진도 및 피해 사례를 수집하였고, 통계분석을 통해 각 피해 정도에 따른 피해 확률을 결정하였다. 그 후, 최대우도추정법을 사용하여 계기진도를 함수로 하는 초과피해 확률을 로그정규누적분포함수로 추정하였다. 이러한 취약도 곡선을 분석한 결과, 장주기 성분의 계기진도인 주기 3초의 응답스펙트럼(SA_T3.0)이 로그정규누적분포함수의 표준편차가 가장 작게 나타나고 오차의 표준편차 또한 작게 나타나 터널 및 교량 등 고속철도 시스템의 피해 확률을 추정하는데 가장 적합한 계기진도로 판단되었다. 이는 장주기 성분의 지진파가 터널 및 교량 등의 피해에 큰 연관성이 있기 때문으로 유추된다. 개발된 취약도 곡선으로부터 보통 이상(DL > 1)의 피해에 대해 SA_T3.0 = 0.1g일 때 2%의 피해확률을 예측하였으며, SA_T3.0 = 0.2g일 때 23.9%의 피해확률을 예측하였다.

• 한국지진공학회논문집
• /
• 제25권6호
• /
• pp.251-259
• /
• 2021

Current seismic fragility functions for buildings were developed by defining damage state threshold based on story drift concerning foreign references and using the capacity spectrum method based on spectral displacement. In this study, insufficient details and dependence on the core location of piloti-type buildings were not reflected in the fragility function because it was developed before the Pohang earthquake. In order to develop an improved one for piloti-type buildings, several types of core were selected, damage state threshold was determined based on the capacity of structural members, and three-dimensional analyses were utilized. As a result, seismic fragility functions based on spectral acceleration were developed for various core locations and different shear strengths of the column stirrup. The fragility of piloti-type buildings significantly varied according to core location, an additional single wall, and whether the contribution of column stirrup was included or not. To estimate fragility more reasonably, it is necessary to prepare the parameters to reflect actual state well.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
• /
• 제10권4호
• /
• pp.135-144
• /
• 2006

지진에 대한 구조물의 특성, 지반과의 상호작용, 현장 조건 등의 예측에 다수의 불확실성이 존재하는 경우 그 취약성 또는 손상도를 평가하는 방법이 필요하다. 본 연구에서는 범용구조해석 프로그램과 일반적인 확률밀도함수를 사용하여 면진 콘크리트 교량의 손상도 곡선을 구하는 방법을 제시하였으며, 제시된 방법을 교량에 적용하여 교량의 손상도를 평가하였다. 손상도 곡선을 작성하는 데에는 2변수를 갖는 대수정규분포를 사용하였으며, 지진의 여러 특성인 최대지반가속도(PGA), 최대지반속도(PGV), 스펙트럼가속도(SA), 스펙트럼속도(SV), 스펙트럼강도(SI) 등에 대해 납 면진받침(LRB)이 설치된 면진교량의 손상도 곡선을 구하였다. 또한 손상도 곡선의 합성 방법을 사용하여 합성된 면진교량의 손상도 곡선을 유도하였다.

• 한국지진공학회논문집
• /
• 제25권6호
• /
• pp.293-303
• /
• 2021

Seismic fragility functions for unreinforced masonry buildings were derived based on the incremental dynamic analysis of eight representative inelastic numerical models for application to Korea's earthquake damage estimation system. The effects of panel zones formed between piers and spandrels around openings were taken into account explicitly or implicitly regarding stiffness and inelastic deformation capacity. The site response of ground motion records measured at the rock site was used as input ground motion. Limit states were proposed based on the fraction of structural components that do not meet the required performance from the nonlinear static analysis of each model. In addition to the randomness of ground motion considered in the incremental dynamic analysis explicitly, supplementary standard deviation due to uncertainty that was not reflected in the fragility assessment procedure was added. The proposed seismic fragility functions were verified by applying them to the damage estimation of masonry buildings located around the epicenter of the 2017 Pohang earthquake and comparing the result with actual damage statistics.

• 한국지진공학회논문집
• /
• 제8권3호
• /
• pp.43-52
• /
• 2004

본 연구는 캘리포니아 내 고속도로망을 대상으로 지진발생 후 교통흐름의 변화를 평가하는 기법에 대하여 이루어졌으며, 고속도로망 상에 위치한 교량의 손상정도가 평가기법의 가장 기본적인 요소로 사용되었다. 본 연구에 사용된 교량의 지진취약도는 PGA 또는 PGV의 함수로 나타내어졌고, 1994년 Northridge 지진과 일련의 시나리오 지진에 대하여 교통망 손상 평가를 수행하였다. 또한 교량 보수 및 보강 후 교통망에 대한 피해정도를 정량화하기 위해 확률모델을 개발하였으며, 그 피해정도는 시간(Drivers Delay)으로 나타내었다. 본 연구가 캘리포니아를 대상으로 이루어져 국내적용 및 활용가능성에 대해서는 후속 연구가 뒤따라야 할 것으로 사료된다.