• 한국지진공학회논문집
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• 제23권2호
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• pp.89-99
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• 2019

In order to increase the seismic safety of nuclear power plant (NPP) structures, a technique to reduce the seismic load transmitted to the NPP structure by using a seismic isolation device such as a lead-rubber bearing has recently been actively researched. In seismic design of NPP structures, three directional (two horizontal and one vertical directions) artificial synthetic earthquakes (G0 group) corresponding to the standard design spectrum are generally used. In this study, seismic analysis was performed by using three directional artificial synthetic earthquakes (M0 group) corresponding to the maximum-minimum spectrum reflecting uncertainty of incident direction of earthquake load. The design basis earthquake (DBE) and the beyond design basis earthquakes (BDBEs are equal to 150%, 167%, and 200% DBE) of G0 and M0 earthquake groups were respectively generated for 30 sets and used for the seismic analysis. The purpose of this study is to compare seismic responses and seismic fragility curves of seismically isolated NPP structures subjected to DBE and BDBE. From the seismic fragility curves, the probability of failure of the seismic isolation system when the peak ground acceleration (PGA) is 0.5 g is about 5% for the M0 earthquake group and about 3% for the G0 earthquake group.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제17권9호
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• pp.724-731
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• 2016

지진으로 인한 구조물의 피해가 지속적으로 증가하면서, 구조물의 취약성을 평가하는 일은 지진 대비에 필수적으로 여겨지고 있다. 지진 취약도 곡선은 지진에 대한 구조물의 안전도에 대한 확률 지표로써 널리 이용되고 있으며, 많은 연구자들에 의해 보다 정확하고 효율적인 취약도 곡선 도출을 위한 노력이 계속되고 있다. 하지만 기존의 대부분의 연구에서는 취약도 곡선 도출시 수치해석 시간 절약을 위해 단순화된 2차원 해석모델을 사용해 왔는데, 많은 경우에 있어 2차원 모델은 정확한 구조물의 내진 거동 및 지진 취약성을 평가하기에 적당하지 않을 수 있다. 이에 본 연구에서는 3차원 해석 모델을 사용하여 더욱 정확하면서도 여전히 효과적으로 지진 취약도 곡선을 도출할 수 있는 방법을 제시한다. 이 방법은 신뢰성 해석 소프트웨어인 FERUM과 구조해석 소프트웨어인 ZEUS-NL을 서로 연동시켜 상호 자동적인 데이터 교환이 가능하게 하고, 샘플링 기법이 아닌 FORM 해석 기법을 통해 구조물의 파괴확률을 구한다. 이는 3차원 모델을 사용의 경우에도 효율적으로 구조 신뢰성 해석이 가능하게 해준다. 이를 이용해 RC 프레임 구조물의 3차원 해석 모델을 사용하여 지진 취약성 평가를 수행하였다.

• 한국해양공학회지
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• 제24권5호
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• pp.48-54
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• 2010

The analysis of the seismic risk of an offshore structure with a control device is presented. First, a probability density function was developed to represent seismic hazard, and seismic fragility under artificial earthquake conditions was determined. Fragility curves for an offshore structure with both passive and active control devices were determined. Displacement criteria were set to evaluate the performance of the structure. Based on numerical analysis, the seismic risk to the structure was considerably reduced when the structure had a seismic control device. The seismic risk to the actively controlled structure was decreased by 80% compared to the uncontrolled case. Reasonable performance evaluations of offshore structure with control devices can be conducted through risk analysis.

• Earthquakes and Structures
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• 제10권5호
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• pp.1181-1212
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• 2016

Fragility and loss functions are developed to predict damage and economic losses due to earthquake loading in Reinforced Concrete (RC) structural components with smooth rebars. The attention is focused on external/internal beam-column joints and ductile/brittle weak columns, designed for gravity loads only, using low-strength concrete and plain steel reinforcing bars. First, a number of damage states are proposed and linked deterministically with commonly employed methods of repair and related activities. Results from previous experimental studies are used to develop empirical relationships between damage states and engineering demand parameters, such as interstory and column drift ratios. Probability distributions are fit to the empirical data and the associated statistical parameters are evaluated using statistical methods. Repair costs for damaged RC components are then estimated based on detailed quantity survey of a number of pre-70 RC buildings, using Italian costing manuals. Finally, loss functions are derived to predict the level of monetary losses to individual RC components as a function of the experienced response demand.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제66권4호
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• pp.515-529
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• 2018

Multiple hazards (multihazard) conditions may cause significant risk to structures that are originally designed for individual hazard scenarios. Such a multihazard condition arises when an earthquake strikes to a bridge pre-exposed to scour at foundations due to flood events. This study estimates the impact spectrum of flood-induced scour on seismic vulnerability of bridges. Characteristic river-crossing highway bridges are formed based on the information obtained from bridge inventories. These bridges are analyzed under earthquake-only and the abovementioned multihazard conditions, and bridge fragility curves are developed at component and system levels. Research outcome shows that bridges having pile shafts as foundation elements are protected from any additional seismic vulnerability due to the presence of scour. However, occurrence of floods can increase seismic fragility of bridges at lower damage states due to the adverse impact of scour on bridge components at superstructure level. These findings facilitate bridge design under the stated multihazard condition.

• Smart Structures and Systems
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• 제19권4호
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• pp.415-429
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• 2017

This paper focuses on the impact of the wave passage effect on the long-span bridge. In order to make the wave passage effect more obvious, ground motion samples are selected from the near-fault ground motion of the 1999 Chi-Chi earthquake and an arch bridge with a 280m main span is selected as a bridge sample. The motion ground samples are divided into two groups according to the characteristics of near-fault. A sequence of fragility curves is developed. It is shown that the seismic damage is increased by the wave passage effect and the increase is more obvious in the near-fault ground motion.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제66권1호
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• pp.75-84
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• 2018

This study presents the reliability-based analysis of nonlinear structures using the analytical fragility curves excited by random earthquake loads. The stochastic method of ground motion simulation is combined with the random vibration theory to compute structural failure probability. The formulation of structural failure probability using random vibration theory, based on only the frequency information of the excitation, provides an important basis for structural analysis in places where there is a lack of sufficient recorded ground motions. The importance of frequency content of ground motions on probability of structural failure is studied for different levels of the nonlinear behavior of structures. The set of simulated ground motion for this study is based on the results of probabilistic seismic hazard analysis. It is demonstrated that the scenario events identified by the seismic risk differ from those obtained by the disaggregation of seismic hazard. The validity of the presented procedure is evaluated by Monte-Carlo simulation.

• 한국지진공학회논문집
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• 제8권6호통권40호
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• pp.31-43
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• 2004

지진취약도 분석을 통하여 교량의 지진 위험도를 평가하였다. 지진취약도 분석에서는 교각 하부의 소성힌지의 거동을 주요 손상인자로 분석하였으며, 또한 한반도 지진재해지도를 근거로 하여 지진발생확률을 산정한 후 이들을 이용하여 교량의 성능단계에 따른 손상발생확률을 분석하였다. 이 연구에서는 교각에 직접 전달되는 지진이 아닌 암반노두에서의 지진의 최대지반가속도에 대하여 지진취약도를 분석하였으며, 비선형 지진해석을 위해서는 층상지반의 영향으로 증폭된 지진하중을 고려하였다. 제안된 방법으로 예제교량의 지진위험도를 분석하였으며, 면진받침이 설치된 교량에 대한 지진 위험도의 저감 효과를 정량적으로 분석하였고, 지진재해지도에서의 조건이 다른 지역에 시공되는 경우의 지진위험도를 분석함으로써 현 시방서의 타당성을 간접적으로 검토하였다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제24권1호
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• pp.1-13
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• 2022

본 연구에서는 기존에 개발된 개착식 철도 터널의 지진취약도 모델들을 가중 조합하여 새로운 모델을 제시하고 제시한 모델의 적정성을 평가하였다. 지진취약도 함수의 형태는 최대지반가속도의 대수정규분포형태로, 누적확률분포로 표현된다. 독립적으로 개발된 각 모델을 선형 가중 조합하는 것으로 모델의 불확실성을 줄일 수 있기에 4개의 모델에 대하여 25%씩 동등하게 선형가중을 부여하였다. 조합된 지진취약도 곡선에 최대 지반가속도에 대한 피해발생확률을 이용하여 지진취약도 곡선의 중앙값과 표준편차를 결정하여 새로운 지진취약도 함수를 개발하였다. 개발된 지진취약도 함수의 적합성을 평가하기 위하여 다양한 터널의 지진취약도 곡선과 비교 분석을 진행하였다. 개발된 곡선은 상대적으로 지진피해에 안전한 굴착식 터널의 지진취약도 함수와 비슷한 취약도를 갖는 것으로 나타나는데, 대상 터널은 국내 고속철도 개착식 터널로 높은 내진설계 기준에 의해 기인하는 것으로 판단된다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제38권11호
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• pp.19-30
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• 2022

하천제방의 취약도 곡선을 구하기 위해서는 수위에 따른 파괴확률을 각 파괴모드 별로 구해야 한다. 확률론적 해석은 지반공학적 확률변수의 변동성을 고려하기 위하여 반복적인 해석을 필요로 하므로 취약도 곡선을 구하는 작업은 많은 반복 계산을 필연적으로 수반한다. 실제 제방의 취약도 곡선 작성에서는 계산량을 줄이기 위하여 단순화된 확률론적 해석기법을 적용하고 있으나 그 정확성에 대한 명확한 평가는 없는 형편이다. 본 연구에서는 실제 하천제방을 대상으로 확률론적인 방법에 의해 사면안정과 파이핑에 대한 파괴확률을 계산하여 제방의 안전도를 평가하고 수위에 따른 제방의 취약도 곡선을 구하였다. 이때 간략법인 FOSM과 PEM의 결과를 MCS의 결과와 비교하여 사면안정과 파이핑 파괴모드의 취약도 곡선 작성에 대한 적용성을 평가하였다.