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조성배 ( Seong-bae Jo ),김남룡 ( Nam-ryong Kim ),김태민 ( Tae Min Kim ),박동순 ( Dongsoon Park ) 한국농공학회 2019 한국농공학회 학술대회초록집 Vol.2019 No.-
2016년 경주지진(M5.8), 2017년 포항지진(M5.4)이 연이어 발생하면서 지진에 대한 국민들의 관심이 높아졌다. 특히 댐, 교량 등과 같은 SOC 시설물의 경우 내진설계 및 성능평가의 중요성이 더욱 대두되고 있는 실정이다. 소방방재청(현행정안전부)은 2017년 「지진·화산재해대책법」 및 동법 시행령에 따른 ‘시설별 내진설계기준’의 일관성유지를 위하여 「내진설계기준 공통적용사항」을 제정하였고 이에 따라 2018년 각 시설물의 내진설계기준을 개정하도록 하였다. 이로 인하여 댐내진설계기준(KDS 54 17 00)이 2019년 개정되었으며, 개정사항에 따라 댐의 내진성능평가에 얼마나 영향을 미치는지 확인하기 위해 일반적인 댐에 대하여 내진성능평가를 수행하였다. 약 45m 높이의 댐에 대하여 기존 Newmark 변위법으로 수행한 내진성능평가 결과와 금번 개정된 내진설계기준에 의한 성능평가 결과를 비교한 결과 Newmark 변위법은 지진파 선정에 따라 결과에 큰 영향을 끼치는 것으로 나타났다. 내진설계기준 개정(표준설계응답스펙트럼)에 따른 댐체의 지진시 침하량 변화는 미비한 것으로 나타났으며 4,800년 재현주기에 따른 침하량 증가는 급격히 증가하는 것으로 평가되었다. 이번 댐내진설계기준 개정은 동역학적 설계방법이 기존 ‘보조적 수단’에서 정식 ‘설계방법’으로 채택되어 설계방법을 다변화 하였으나 기존 Newmark 방법을 기본으로 선택하여 동적소성해석법을 활성화 하는데에는 한계가 있다. 또한, 동역학적 설계방법이 정식으로 채택됨에 따라 내진성능평가시 정역학적 해석법 보다는 보다 고도화된 동역학적 해석법을 활용한 성능평가절차가 마련되는 것이 필요하다. 기존 내진성능평가절차에서는 진도법으로 성능평가를 수행한 결과가 기준안전율 미달 시 동역학적 해석법으로 안전이 확인되었을 때 시설물의 등급을 한단계 향상시켰으나 동역학적 설계방법으로 내진성능평가를 수행하도록 하여 동적소성해석법을 화성화할 필요가 있다.
김남룡(Kim Nam Ryong),조성배(Jo Seong Bae),임정열(Lim Jeong Yeul) 한국방재학회 2018 한국방재학회논문집 Vol.18 No.3
대규모 필댐의 강진에 대한 구조물의 성능과 안전은 신규 건설사업 또는 시설물의 관리에서 중요한 요소이다. 보통의 공학 실무에서 설계의 검증이나 내진성능평가는 수치적 모사기법이 널리 활용되나 축소 모형을 이용하는 물리모형실험 또한 활용될 수 있다. 일반적으로 축소모형시험은 엄밀한 상사법칙에 따라 설계하고 수행하는데, 그러나 장비의 특성, 경계효과, 원형구조물의 특성 등 다양한 제약조건에 따라 일반적인 상사법칙의 적용이 어려운 경우도 있다. 본 논문에서는 이러한 물리모형실험의 제약사항을 살펴보고 대형 필댐의 지진응답거동 모사에 미치는 영향을 평가하였다. 또한 이러한 제약사항을 극복하기 위한 대안적 모사기법을 소개하고, 대형 필댐에 대한 원심모형실험 결과를 통하여 해당 모사기법의 적용성을 평가하였다. The performance and safety of large embankment dams subjected to strong earthquake ground motion is one of the major risks in new construction projects. The design and performance of the structure are generally verified by numerical methods in most of engineering practice, and reduced scale physical modeling is often carried out for the same purpose. In general, physical model tests are designed and carried out according to rigorous scaling principles. However, it is sometimes difficult to follow these principles due to various limitations; equipment, boundary conditions, characteristics of prototype structures, etc. This paper reviews the limitations of physical modeling and its effects in seismic performance evaluation of large embankment dams. It also introduces alternative modelling and testing methods to overcome the limitations. A test with a reduced scale embankment dam model have been carried out to examine the limitations and to verify the applicability of alternative modeling method.