• 대한토목학회논문집
• /
• 제28권6D호
• /
• pp.905-913
• /
• 2008

최근 고속전철의 자갈도상에 대한 대안으로 콘크리트 슬래브궤도가 도입되어 고속전철 신규노선에 시공되고 있다. 콘크리트 슬래브궤도는 자갈도상에 비해 내구성, 유지관리 측면에서의 경제성, 열차운행의 안정성 등의 측면에서 우위에 있지만, 우수 및 지하수로 인한 노반강성의 저하, 연약한 원지반의 침하 등으로 인한 슬래브궤도의 처짐은 열차안정성에 치명적인 결함이 된다. 본 연구에서는 슬래브궤도의 처짐 지표로서 슬래브궤도의 휨강성을 설정하고, 슬래브궤도의 휨강성을 2차원 영상으로 표현할 수 있는 FRACTAL (Flexural-Rigidity Assessment of Concrete Tracks by Antisymmetric Lamb Waves) 기법이라는 비파괴 탄성파 기법을 제안하였다. 이론적 근거 확보를 위하여 콘크리트 슬래브궤도에서의 탄성파 시험을 수치해석적으로 모사하여 영향인자 연구를 수행하였고, FRACTAL 기법의 적용성 평가를 위하여 실제 고속전철 슬래브궤도에 적용하여 보았다. 그리고 FRACTAL 시험측선과 동일 측선에서 Impulse-Response 기법과 인접지반에서 전기비저항시험을 수행하여, FRACTAL 기법의 신뢰성을 검증하였다.

• 콘크리트학회지
• /
• 제3권3호
• /
• pp.111-119
• /
• 1991

작금에 사용되고 있는 RC 구조물의 대개의 내진설계기법은 지진시 RC 구조물에 발생되는 손상의 분포상태를 고려치 않고 있다. 본 논문은 철근 콘크리트 구조물의 새로운 내진설계법 즉 Miner's 법칙을 수정한 지진 발생시의 흡수에너지(Dissipated Energy)를 변수로 하는 손상모델(3)를 사용하여 RC 프레임의 각각의 Node에서의 손상정도를 수치적으로 나타내고 이들 손상값의 크기가 전 부재에 고르게 분포토록 하기 위하여 각 부재의 주철근량을 설계변수로 채택한 설계기법을 소개하였다. 사용된 이력모델 및 손상모델의 정확성을 평가하기 위하여 해석적인 하중-변형곡선을 재생하여 실험곡선과 비교분석하였으며 제안된 내진설계법의 유용성은 3-bay 4-story 프레임 모델을 사용하여 입증하였다.

• Earthquakes and Structures
• /
• 제2권3호
• /
• pp.279-295
• /
• 2011

This paper develops a probabilistic methodology for the seismic reliability analysis of structures with random properties. The earthquake loading is assumed to be described in terms of response spectra. The proposed methodology takes advantage of the response spectra and thus does not require explicit dynamic analysis of the actual structure. Uncertainties in the structural properties (e.g. member cross-sections, modulus of elasticity, member strengths, mass and damping) as well as in the seismic load (due to uncertainty associated with the earthquake load specification) are considered. The structural reliability is estimated by determining the failure probability or the reliability index associated with a performance function that defines safe and unsafe domains. The structural failure is estimated using a performance function that evaluates whether the maximum displacement has been exceeded. Numerical illustrations of reliability analysis of elastic and elastic-plastic single-story frame structures are presented first. The extension of the proposed method to elastic multi-degree-of-freedom uncertain structures is also studied and a solved example is provided.

• 한국지진공학회논문집
• /
• 제10권3호
• /
• pp.13-20
• /
• 2006

전력송전시스템에서 변전소는 에너지공급의 효율성을 높이기 위하여 다수의 변압기를 동시에 운영하는 병렬 운전을 한다. 이 논문에서는 변압기의 병렬 운전 방식을 고려하여 변전소를 다중피해상태로 모사할 수 있는 신뢰성 해석 방법을 개발하였다. 그리하여 변전소의 다중피해상태를 고려한 전력망의 지진 신뢰도 평가 결과를 파괴와 생존의 이중피해상태만을 고려한 기존의 신뢰도 평가 결과와 비교하였다. 몬테 카를로 방법을 사용한 국내 345kV 전력망에 대한 지진 신뢰성 평가 결과, 망 전체의 신뢰성 지수들은 이중 및 다중피해 상태에 의한 망 전체의 피해정도 차이가 그다지 크지 않음을 나타내었다. 수요절점신뢰성 지수에서는 이중피해상태만을 고려한 피해정도 가 다소 높게 나타나는 경향이 있었다. 특히 이중피해상태에 의한 공급 지장 전력량 기대치는 다중피해상태에 의한 것보다 상당히 높게 나타났다.

• Structural Engineering and Mechanics
• /
• 제68권6호
• /
• pp.747-760
• /
• 2018

In the present study, a methodology for developing fragilities of arch concrete dams to assess their performance against seismic hazards is introduced. Firstly, the probability risk and fragility curves are presented, followed by implementation and representation of the way this method is used. Amirkabir arch concrete dam was subjected to non-linear dynamic analyses. A modified three dimensional rotating smeared crack model was used to take the nonlinear behavior of mass concrete into account. The proposed model considers major characteristics of mass concrete. These characteristics are pre-softening behavior, softening initiation criteria, fracture energy conservation, suitable damping mechanism and strain rate effect. In the present analysis, complete fluid-structure interaction is included to account for appropriate fluid compressibility and absorptive reservoir boundary conditions. In this study, the Amirkabir arch concrete dam is subjected to a set of 8 three-component earthquakes each scaled to 10 increasing intensity levels. Using proposed nonlinear smeared crack model, nonlinear analysis is performed where the structure is subjected to a large set of scaled and un-scaled ground motions and the maximum responses are extracted for each one and plotted. Based on the results, fragility curves were plotted according to various and possible damages indexes. Discrete damage probabilities were calculated using statistical methods for each considered performance level and incremental nonlinear analysis. Then, fragility curves were constructed based on the lognormal distribution assumption. Two damage indexes were introduced and compared to one another. The results indicate that the dam has a proper stability under earthquake conditions at MCE level. Moreover, displacement damages index is more conservative and impractical in the fragility analysis than tensional damage index.

• Earthquakes and Structures
• /
• 제24권6호
• /
• pp.429-437
• /
• 2023

This paper studied the prediction of structural damage indices to buildings after earthquake occurrence using Multiple Linear Regression (MLR) and Fuzzy Linear Regression (FLR) methods. Particularly, the structural damage degree, represented by the Maximum Inter Story Drift Ratio (MISDR), is an essential factor that ensures the safety of the building. Thus, the seismic response of a steel building was evaluated, utilizing 65 seismic accelerograms as input signals. Among the several response quantities, the focus is on the MISDR, which expresses the postseismic damage status. Using MLR and FLR methods and comparing the outputs with the corresponding evaluated by nonlinear dynamic analyses, it was concluded that the FLR method had the most accurate prediction results in contrast to the MLR method. A blind prediction applying a set of another 10 artificial accelerograms also examined the model's effectiveness. The results revealed that the use of the FLR method had the smallest average percentage error level for every set of applied accelerograms, and thus it is a suitable modeling tool in earthquake engineering.

• 한국방재안전학회논문집
• /
• 제12권1호
• /
• pp.45-56
• /
• 2019

본 연구는 수도권 지역의 전력구 매설지반을 대상으로 지진 재현주기 1,000년을 고려한 최대기반암가속도 0.154g로 설정하여 지진시 위험을 평가하였다. 이때, 지진시 위험도 평가는 총 3단계로 진행하였으며 1단계는 대상지역의 지반조사 정보를 기초로 지반분류를 우선 실시한 후, 액상화 발생가능성을 파악할 수 있는 Macro영역 기법인 지반증폭계수를 이용한 액상화 발생가능지수(LPI, Liquefaction Potential Index) 재해지도를 이용하여 후보지를 선정한다. 2단계 위험도 평가는 1단계 평가에서 액상화 발생가능성이 매우 높게 판정된 전력구 주변의 시추주상도를 바탕으로 부지특성을 반영한 지진응답해석을 수행하고 이를 토대로 액상화 발생가능성 지수를 재산정하여 지진시 액상화 위험도를 상세평가 하였다. 3단계는 시추공자료를 기반으로 하는 한계성을 보완하기 위하여 2단계에서 액상화 발생가능성이 높게 평가된 대상 전력구의 현장조사를 실시하여 건설시 보강공법적용, 내진설계적용 및 현장상태 등을 고려하여 최종적으로 액상화 위험도를 평가하였다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
• /
• 제18권2호
• /
• pp.119-128
• /
• 2016

성능기반 설계에서 구조물의 안정성은 손상 상태와 이를 수치화한 손상 지수에 의해 평가한다. 지상 구조물에 대해서는 이들이 비교적 명확하게 정의되어 있으나 지중 구조물에 대한 연구 수행 사례는 매우 제한적이다. 본 연구에서는 국내 지하철 시스템에 널리 사용되는 박스형 개착식 터널에 작용하는 지진하중에 의한 손상 상태와 손상 지수를 일련의 비탄성 프레임 해석을 통하여 규명하였다. 터널의 3 단계 손상 상태는 구조물에 발생한 소성 힌지의 수에 의해 정의하였다. 손상 지수는 터널 구조 부재의 탄성 모멘트와 항복 모멘트의 비로 정의하여 탄성 해석만으로도 비탄성 거동과 파괴 메커니즘의 모사가 가능하도록 하였다. 또한 손상 지수를 자유장 전단 변형률의 함수로도 제시하였다. 전단 변형률은 1 차원 지반응답해석으로 쉽게 계산할 수 있으므로 이를 이용하여 간편하게 박스형 터널의 초기 내진 안정성 평가가 가능할 것으로 판단된다. 보다 일반적이고 보편적인 적용성 확보를 위해서는 추후 포괄적인 해석을 수행하여 다양한 형태의 터널과 지반에서의 전단 변형률 분포와 불확실성에 대한 연구가 진행되어야 할 것이다. 본 연구에서 제시된 터널 내진설계를 위한 손상 상태, 손상 지수, 그리고 전단파 속도 및 전단변형률 간의 상호관계 플래트폼은 새로운 아이디어를 담고 있으며 추후 설계에 널리 활용될 수 있을 것으로 판단된다.

• 터널과지하공간
• /
• 제28권4호
• /
• pp.343-357
• /
• 2018

절리군 대표방향성에만 의존하는 기존의 평사투영 사면해석의 불확실성을 극복하고 해석결과의 신뢰성을 증진시키기 위하여 확률통계학적으로 도출된 절리극점들의 dense point 및 절리군 대표방향성과 암반구조 분석결과를 종합적으로 고려하여 사면거동양상을 분석하는 알고리즘을 고안하였다. 이를 위하여 절리극점들의 분포양상에 의거하여 절리확산지수를 산정하는 기법을 고안하였으며, 콘각에 따라 상이하게 도출되는 절리확산지수 및 절리군 수효와 방향성을 종합적으로 고려하여 사면해석에 사용될 대표방향성을 추출하였다. 이들 대표방향성을 평사투영분석에 활용하여 신뢰성이 증진된 사면해석을 수행할 수 있었다. 또한 평면파괴가 우려되는 사면에 대해 한계평형이론에 의거하여 민감도 해석을 수행하고, 사면 안정성에 대한 절리강도 및 외부하중 변화의 영향을 심도 있게 분석하였다.

• 한국공간구조학회논문집
• /
• 제19권2호
• /
• pp.101-108
• /
• 2019

In this paper, the characteristic of intrinsic mode function(IMF) and its orthogonalization of ensemble empirical mode decomposition(EEMD), which is often used in the analysis of the non-linear or non-stationary signal, has been studied. In the decomposition process, the orthogonal IMF of EEMD was obtained by applying the Gram-Schmidt(G-S) orthogonalization method, and was compared with the IMF of orthogonal EMD(OEMD). Two signals for comparison analysis are adopted as the analytical test function and El Centro seismic wave. These target signals were compared by calculating the index of orthogonality(IO) and the spectral energy of the IMF. As a result of the analysis, an IMF with a high IO was obtained by GSO method, and the orthogonal EEMD using white noise was decomposed into orthogonal IMF with energy closer to the original signal than conventional OEMD.