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한국지진공학회논문집 = Journal of the Earthquake Engineering Society of Korea v.14 no.3 = no.73, 2010년, pp.59 - 68  
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지반 비선형성을 고려한 다경간 연속교의 지진취약도
Seismic Vulnerabilities of a Multi-Span Continuous Bridge Considering the Nonlinearity of the Soil

선창호    (울산대학교 건설환경공학부   ); 이종석    (울산대학교 건설환경공학부   ); 김익현    (울산대학교 건설환경공학부  );
  • 초록

    기존 구조물의 내진보강을 경제적으로 수행 위해서는 내진성능을 보다 정확하게 평가하는 것이 필요하다. 우리나라 도로교의 내진성능은 "기존교량의 내진성 평가 요령"에 의해 평가되고 있으며, 이는 이를 활용할 당시 기술자의 기술수준을 고려하여 비교적 간단한 방법이 채택되었다. 최근에는 입력지진의 불확실성을 고려하여 내진성능을 확률적으로 평가하는 연구가 많이 수행되고 있다. 일반적으로 구조물은 지반의 영향을 무시하고 모델화되거나 때로는 지반을 탄성스프링으로 모델화하여 응답에 대한 지반의 영향을 고려하고 있다. 그러나 지반도 지진시 비선형특성을 나타내므로 교량의 응답특성을 보다 정확하게 평가하기 위해서는 이를 고려할 필요가 있다. 본 연구에서는 지진세기에 따른 지반의 비선형성을 등가의 선형스프링으로 모델화하여 6경간연속교를 대상으로 하여 지진해석을 수행하였으며, 교각의 파괴 및 낙교에 대한 지진취약도의 특성변화를 확률적으로 평가하였다.


    Seismic performances of existing structures should be assessed with more accuracy for cost-effective retrofits. Existing bridges are assessed by the current guidelines in which a simple method has been adapted considering the technical level of engineers of the historical time of construction. Recently many probabilistic approaches have been performed to reflect the uncertainties of seismic input motions. Structures are modeled frequently with the neglection of soil foundations or modeled occasionally with elastic soil spring elements to consider the effect of the soil on the structural response. However, soil also shows nonlinearity under seismic events, so this characteristic should be reflected in order to obtain a more accurate assessment. In this study, a 6-span continuous bridge has been analyzed under various seismic events, in which the soil was represented by equivalent linear spring elements having different properties according to the intensities of the input motions experienced. The seismic vulnerabilities with respect to the failure of piers and the dropping of the super-structure were evaluated on the basis of the analysis results.


  • 주제어

    지진취약도 .   취약도곡선 .   내진성능 .   지반비선형.  

  • 참고문헌 (16)

    1. Expanding and Using Knowledge to Reduce Earthquake Losses, FEMA 383 Report, 2003. 
    2. 고현무, 이지호, 강준원, 조호현, “취약도해석을 위한 철근콘크리트 교각의 지진손상 평가인자 결정,” 한국지진공학회 추계학술발표대회 논문집, 308-315, 2002. 
    3. 정영수, 박창영, 박지호, “철근콘크리트 교각의 연성능력에 따른 지진취약도,” 한국콘크리트학회 논문집, 제19권, 제1호,91-102, 2007.     
    4. 이대형, 박창규, 정영수, “다경간 교량의 받침조건에 따른 지진취약도 해석,” 대한토목학회논문집, 제27권, 제2A호, 227-236, 2007. 
    5. 김민규, 함대기, 최인길, “철도교의 지진취약도 함수 도출을 위한 안전율평가 결과 이용,” 한국지진공학회 논문집, 제13권, 제4호, 57-65, 2009.     
    6. 김동석, 박원석, 고현무, 최창열, “배율조정 및 스펙트럼 맞춤 입력지반운동모델에 대한 비선형 단자유도 시스템의 파손확률,” 한국지진공학회 논문집, 제12권, 제1호, 11-20, 2008.     
    7. 이대형, 정영수, 양동욱, “지진 진동수에 따른 교량의 내진성능기반 취약도 해석 방법,” 한국콘크리트학회 논문집, 제21권, 제2호, 187-197, 2009.     
    8. 김재천, 변지석, 신수봉, “지반특성을 고려한 FCM 교량의 지진취약도 분석,” 한국지진공학회 논문집, 제12권, 제3호, 37-44, 2008.     
    9. Shinozuka, M., Feng, M. Q., Kim, H. K., and Kim, S. H., “Nonlinear Static Procedure for Fragility Curve Development,” Journal of Engineering Mechanics, Vol.126, No.12, 1287-1295, 2000. 
    10. Shinozuka, M., Feng, M. Q., Lee, J., and Naganuma, T., “Statical Analysis of Fragility Curves,” Journal of Engineering Mechanics, Vol.126, No.12, 1224-1231, 2000. 
    11. 도로교설계기준, 한국도로교통협회, 2005. 
    12. 道路橋示方書.同解說, V 耐震設計編, 日本道路協會, 2002 
    13. P.B Schnabel, J. Lismer and H. B. Seed, “SHAKE a computer program for earthquake response analysis of horizontally layered sites,” No. UCB/EERC 72-12, University of California, Berkeley, 1972. 
    14. Takeda, T., Sozen, M. A., and Nielsen, N. N., “Reinforced Concrete Response to Simulated Earthquakes,” Journal of Structural Division, ASCE, Vol.96, No.12, 2257-2573, 1970. 
    15. 도로교표준시방서, 건설교통부, 1996 
    16. Mander, J.B, Priestley, M.J.N., and Park, R. “Theoretical stress-strain model fot confined concrete,” Journal of Structual Divison., ASCE, Vol.114 No.8, 1804-1826, 1988. 

 저자의 다른 논문

  • 선창호 (11)

    1. 2002 "PC Beam 교의 슬래브 연속화 보강 효과에 대한 연구" 구조물진단학회지 = Journal of the Korea Institute for Structural Maintenance Inspection 6 (4): 225~232    
    2. 2003 "50%주철근 겹침이음을 갖는 중실 및 중공 사각단면 교각의 거동특성" 한국지진공학회논문집 = Journal of the Earthquake Engineering Society of Korea 7 (5): 25~35    
    3. 2004 "전단거동이 우세한 기둥의 비선형 해석에 관한 연구" 콘크리트학회논문집 = Journal of the Korea Concrete Institute 16 (4): 467~476    
    4. 2009 "횡하중을 받는 RC 중공단면 기둥의 초기전단강도" 한국지진공학회논문집 = Journal of the Earthquake Engineering Society of Korea 13 (2): 1~14    
    5. 2009 "횡방향철근이 감소된 중공사각단면 교각의 내진거동 특성" 한국지진공학회논문집 = Journal of the Earthquake Engineering Society of Korea 13 (3): 51~65    
    6. 2010 "RC 사각단면 기둥의 전단거동특성과 축방향철근비를 고려한 초기전단강도" 한국지진공학회논문집 = Journal of the Earthquake Engineering Society of Korea 14 (2): 27~36    
    7. 2010 "변위연성도를 고려한 RC 사각단면 기둥의 전단강도" 한국지진공학회논문집 = Journal of the Earthquake Engineering Society of Korea 14 (2): 37~47    
    8. 2010 "교량의 구조특성에 따른 손상확률과 목표연성도 결정" 한국지진공학회논문집 = Journal of the Earthquake Engineering Society of Korea 14 (3): 1~10    
    9. 2012 "축방향철근 겹침이음길이에 따른 RC원형 교각의 거동특성 - 실험적 연구 -" 한국지진공학회논문집 = Journal of the Earthquake Engineering Society of Korea 16 (6): 47~56    
    10. 2013 "국가 지진재난 관리를 위한 시설물의 내진성능목표 설정방안" 한국방재학회논문집 = Journal of the Korean Society of Hazard Mitigation 13 (6): 299~304    
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