목표초과확률에 기반한 교량의 지진 취약도 곡선 = Fragility curves bridges based on target exceedance probability

국문 초록 (Abstract)

최근 전 세계적으로 대규모 지진이 잇따라 발생하면서 사회 기반 시설이 심각한 피해를 겪고 있다. 이는 단순한 인명 및 재산 피해를 넘어, 사회·경제 시스템 전체 를 마비시키는 국가적 위기로 이어질 수 있다. 특히, 한국도 더 이상 지진의 안전지대가 아니며, 지진 발생 횟수와 시민들이 직접 체감하는 유감지진의 빈도가 급격히 늘고 있는 추세다. 도로와 철도망의 중추적 역할을 하는 교량은 지진 발생 시 인적· 물적 자원을 신속히 수송하는 생명선(Lifeline) 기능을 한다. 하지만 지진으로 교량 이 파괴되면 구조물 손실뿐만 아니라, 긴급 구호 활동 지연과 사회 기능 마비 같은 2차 피해를 초래하게 된다. 따라서 지진 위험이 갈수록 커지는 상황에서 교량의 내 진성능을 확보하고 향상시키는 것은 국가적으로 매우 중요한 과제이다. 본 논문은 설계 기준에 부합하는 인공합성지진파 100개를 생성하여 입력하고, 지 진 시 RC 부재의 연성도(mu) 값을 로그화 해준 특성을 주기(T)와 강도비(R)에 따라 분석한 R-ln(mu)-T 결과를 제시한다. RC부재의 모델링은 형상비가 5인 원형단면으로 구성되었으며, 연성도의 특성은 Pushover 해석과 비선형 응답이력 해석과 같은 비 선형 해석기법을 활용하여 도출하였고, 이를 통해 도출된 평균값과 표준편차를 분 석하여 Log-normal 분포로 가정하였다. 이 Log-normal 분포의 초과확률을 활용하 여 성능기반 내진설계에 적용하고, 지진력에 따른 취약도 곡선을 산정하는 방안을 모색하였다. 구체적인 성능수준의 초과확률에 대한 목표연성도(mu(target)), 한계연성도 (mu(lim))는 제공하지 않고 있다. 본 연구는 지진 시 발생하는 RC 부재의 R-ln(mu)-T 통계적 특성을 기반으로 각 성능수준에서 초과확률을 변수로 두어 목표연성도와 한계 연성도 값을 제시하고, 목표하고자 하는 초과확률의 지진취약도 곡선을 작성할 수 있는 방법과 특성을 제시하고자 한다.

목차 (Table of Contents)

• 감사의 글 i
• 국문 요약 ii
• 목 차 iii
• 표 목차 v
• 그림 목차 vii
• 제 1장 서론1
• 제 2장 내진 설계 기준 및 해석기법 3
• 2.1 내진 설계 기준 3
• 2.1.1 일반 사항3
• 2.1.2 내진성능기준3
• 2.2 인공합성지진파 생성 10
• 2.3 주요 해석 기법 11
• 제 3장 RC부재의 지진응답특성 분석 16
• 3.1 모델링 및 특성 16
• 3.2 지진해석 결과 18
• 3.2.1 형상비 5 원형단면 지진해석 결과 18
• 3.3 R-ln(mu)-T관계 통계적 특성 분석 27
• 3.3.1 R-mu-T관계와 R-ln(mu)-T 관계 비교 27
• 3.3.2 정규분포 곡선과 로그노말 분포 곡선 비교 30
• 3.3.3 보정계수37
• 3.3.4 강도비-표준편차관계 43
• 3.3.5 변동계수44
• 제 4장 지진취약도 곡선 46
• 4.1 성능기반 내진설계 46
• 4.2 성능기반 내진설계 적용 48
• 4.2.1 성능기반 내진설계 적용 방안 48
• 4.2.2 성능기반 내진설계 적용 방안 제시49
• 4.3 목표초과확률 54
• 4.3.1 목표초과확률의 정의54
• 4.3.2 목표초과확률에 대한 k 55
• 4.3.3 목표연성도(μtar) 57
• 4.4 지진취약도 곡선 62
• 4.4.1 지진취약도 곡선 작성 63
• 제 5장 결론 65
• 참고문헌 68
• ABSTRACT 69