본 연구에서는 한반도 주변 화산분화 시나리오를 고려한 국내 농업시설물의 화산재 취약도를 구축하였다. 이를 구축하기 위하여 화산재 하중 통계치(평균, 표준편차)와 농업시설물 저항성능의 통계치를 통해 신뢰도 지수를 산정하는 FOSM(first-order secondmoment) 기법이 이용되었다. 화산재 하중 통계치는 화산재 확산 시뮬레이션인 FALL3D를 이용하여 백두산, 울릉도, 아소산에 대한 분화 시나리오를 고려하여 산정하였으며, 농업시설물의 저항성능 통계치는 농촌진흥청에서 제공하는 내재해형 비닐하우스의 설계 적설심을 통해 공칭 파괴강도에 기초하여 산정하였다. FOSM 기법으로 평가된 화산재 취약도는 연속적인 화산재 퇴적두께로 인한 파괴확률을 평가하기 위하여 GEV 누적분포함수의 모수 형태로 데이터베이스화하였다. 본 연구에서 구축된 농업시설물의 화산재 취약도는 분화 화산별(백두산, 울릉도, 아소산), 지역별(서울, 부산, 대구, 대전), 농업시설물별(07-자동화-01, 08-자동화-01, 10-자동화-01), 화산재 수분함유 상태별(습윤, 건조)로 각기 상이한 파괴확률을 평가하였으며, 추가적으로 구축된 농업시설물의 화산재 취약도를 비교·분석하여 최대/최소의 파괴확률 범위를 확인하였다.

본 연구에서는 강풍 위험 모델과 강풍 취약도 모델을 개발하여 옥외 광고물의 강풍 위험도를 정량적으로 평가하였다. 강풍 위험 모델과 강풍 취약도 모델 모두 확률론적 접근법인 몬테카를로 모사 모형을 적용하여 개발되었으며, 강풍 위험도 모델은 평가된 강풍 위험과 강풍 취약도의 수학적 계산을 통해서 평가되었다. 강풍 위험은 국내 내륙과 해안지역의 대도시인 서울과 부산 지역에 대하여 평가되었으며, 강풍 취약도 모델은 현장 조사와 문헌 조사를 통하여 파악된 10종의 벽면 이용형, 8종의 돌출형 옥외 광고물을 대상으로 개발되었다. 강풍 위험도에 영향을 미치는 요인을 파악하기 위하여 지표조도구분, 옥외 광고물의 형태, 설치 지역, 설치 높이 등에 따른 강풍 위험도를 정량적으로 평가하였다. 본 연구에서 제안한 강풍 위험도 평가 방법은 강풍으로 인한 옥외 광고물의 손실 추정 및 피해 저감 대책 수립을 위하여 활용될 수 있을 것으로 판단된다.

본 연구에서는 노지작물과 시설작물에 대하여 화산재 퇴적으로 인한 취약도를 개발하고, 화산재 확산 시나리오를 기초로 농작물의 생산량 손실을 평가하였다. 노지작물에 대한 화산재 취약도는 2006년 인도네시아 머라피(Merapi) 화산분화 시 관측된 농작물의 피해영향 자료에 기초하여 평가되었으며, 시설작물에 대한 화산재 취약도는 신뢰도 지수 기반의 FOSM(first-order second-moment) 기법을 이용하여 농림축산식품부에서 제공한 내재해형 비닐하우스에 대하여 평가되었다. 또한, 화산재 확산 및 퇴적두께를 예측할 수 있는 FALL3D 모델과 WRF(weather research and forecasting) 모델을 연계하여 화산재 확산 시나리오를 모의하였다. 본 연구에서는 이들 화산재 취약도와 화산재 퇴적두께 모의 결과를 기초로 하여 충청남도 지역에서 재배되는 수박과 딸기에 대한 화산재 퇴적에 따른 생산량 손실을 추정하였다. 본 연구에서 개발한 화산재 취약도 및 손실 평가 알고리즘은 추후 한반도 주변 화산분화 시 피해예측 및 경감을 위하여 사용될 수 있을 것으로 판단된다.

본 연구에서는 태풍 동반 강풍으로 발생한 피해를 예측하기 위하여 강풍 위험도 평가 모델을 개발하고 위험도를 평가하였다 . 강풍 위험도 평가 모델은 강풍 위험 모델과 강풍 취약도 모델의 합성곱을 통하여 개발되었으며, 강풍 위험과 강풍 취약도 모델은 모두 확률기반의 몬테카를로 모사 기법을 이용하여 개발되었다. 강풍 위험도는 아파트에 설치되어 있는 창호 시스템에 대하여 정량적으로 평가되었다. 강풍 위험도에 영향을 미치는 요인들의 상대적 영향성을 평가하기 위하여 지역적 요인(부산, 대구, 대전, 서울), 지형적 요인(지형계수, 지표조도구분), 건물의 형태적 요인(건물 높이, 지붕 경사각, 주 호수)에 따라 강풍 위험도를 비교하였다. 개발된 위험도 평가 모델을 적용하여 총 432개 강풍 위험도를 비교한 결과, 지표조도구분이 강풍 위험도에 가장 높은 영향을 보이는 것을 확인하였으며, 다음으로 지형계수, 건물 높이, 평가 지역, 지붕 경사각, 주호 수 차례로 영향을 미치는 것을 파악하였다. 본 연구에서 확립된 강풍 위험도 평가 모델은 창호 시스템의 경제적 가치와 결합하여 강풍으로 인한 손실 추정 및 피해 저감 대책 수립의 기본 데이터로 활용이 가능할 것으로 사료된다.

본 연구에서는 강풍 위험과 강풍 취약도의 합성곱을 통하여 강풍 위험도를 평가할 수 있는 확률적 체계를 수립하였으며, 수치적으로 개발한 모형으로 아파트 창호 시스템의 강풍 위험도를 평가하였다. 강풍 위험 모형은 1951년부터 2013년까지에 한반도에 영향을 준 태풍의 기후학적 자료를 몬테카를로 모사기법에 적용하여 개발되었다. 또한 몬테카를로 모사기법으로 창호 시스템의 저항성능과 풍하중의 확률 분포를 비교하여 강풍에 대한 4가지 피해단계의 구조적 파괴확률을 평가할 수 있는 취약도 모형이 개발되었다. 개발된 몬테카를로 모사기법으로 평가한 강풍 위험과 강풍 취약도는 각각 웨이블 분포와 로그정규분포로 곡선맞춤 되었으며, 합성곱을 통한 강풍 위험도 평가에 사용되었다. 본 연구에서 개발한 확률적 위험도 평가체계를 통하여 평가지역, 지표조도, 지형, 지붕 경사각, 건물 높이 등이 아파트 창호 시스템의 강풍 위험도에 미치는 영향성을 정량적으로 평가할 수 있었다. 향후 본 연구를 통하여 개발된 강풍 위험도 평가 모델은 평가지역의 존재하는 건축물에 대한 데이터베이스와 결합하여 손실추정 및 피해 저감대책 수립 등의 분야에서 활용이 가능할 것으로 판단된다.

본 논문에서는 IPCC에서 새롭게 선정한 RCP 8.5 시나리오를 사용하여 우리나라 62개 지점에 대한 목표기간별 10분 평균풍속의 극대치 분석을 실시하였다. 각 해당지점에서 파악한 미래 기간(2011~2100년) 동안의 극대풍속은 과거 관측기간(1976~2005년)에 비하여 최대 약 18.3%까지 증가하는 지점이 발생하는 반면, 최대 약 16.0%까지 감소하는 지점 역시 발생할 것으로 예측된다. 또한 본 논문에서는 극대치 분석 결과값에 기초하여 건축구조설계기준(KBC)의 기본풍속과 기후변화를 고려하였을 때의 기본풍속을 비교하였다. 이 분석에 의하면 RCP 8.5 시나리오를 고려할 시 일부 남해안과 내륙 지역에 대한 현행 기준의 기본풍속이 상향되어야 할 것으로 판단된다.

비정형 초고층 구조물은 골조 직교성이 해제되고, 형상이 복잡해 기존 설계방식보다 많은 문제점이 발생된다. 비정형성으로 인한 문제점은 설계안을 지속적으로 변경시켜 프로젝트의 효율성을 저하시킨다. 또한 해외프로젝트의 경우 해당업체 간혹은 해당국가 간 의견차로 국내보다 더욱 많은 변경상황이 발생되고 있다. 따라서 지속적인 변경상황에 전산플랫폼을 사용할 경우 효율적으로 설계변경업무에 대처할 수 있다. 파라메트릭 기반의 전산플랫폼인 StrAuto를 이용할 경우 최적의 구조 설계대안을 신속히 선정할 수 있다. 특히 StrAuto는 비선형 내진성능평가를 위한 해석 툴 간의 신속한 모델링 연동도 효율적으로 가능하다. 그래서 본 연구에서는 지진하중 변경에 따른 전산플랫폼을 이용한 내진성능평가 프로세스를 현재 구조설계가 진행 중인 몽골지역 최고층 빌딩 프로젝트에 적용하고 검증하려 한다.

The objective of this research is to examine how the lateral resisting system of selected prototypes are affected by seismic zone effect and shape irregularity on its seismic performance. The lateral resisting systems are divided into the three types, diagrid, braced tube, and outrigger system. The prototype models were assumed to be located in LA, a high-seismicity region, and in Boston, a low-seismicity region. The shape irregularity was classified with rotated angle of plane, 0°, 1°, 2°. This study performed two parts of analyses, Linear Response and Non-Linear Response History(NLRH) analysis. The Linear Response analysis was used to check the displacement at the top and natural period of models. NLRH analysis was conducted to invest base shear and story drift ratio of buildings. As results, the displacement of roof and natural period of three structural systems increase as the building stiffness reduces due to the changes in rotation angle of the plane. Also, the base shear is diminished by the same reason. The result of NLRH, the story drift ratio, that was subject to Maximum Considered Earthquake(MCE) satisfied 0.045, a recommended limit according to Tall Building Initiative(TBI).

본 연구에서는 풍수해 피해 예측에 적용하기 위하여 주거·산업·상업용 건축물이 포함된 도시 시설물에 대한 강풍취약도를 평가하였다. 강풍취약도를 평가하기 위하여 시설물 취약요소에 작용하는 풍하중과 저항성능의 통계치로부터 시설물의 한계상태를 산정할 수 있는 몬테카를로 모사모형이 개발되었다. 도시 시설물의 특성 및 지형적 영향을 고려하여 강풍취약도를 평가하기 위하여 시설물의 높이·폭, 형태 등이 상이한 시설물의 한계상태가 세 가지 지표면조도구분(B, C, D)에서 평가되었다. 본 연구에서 평가된 도시 시설물에 대한 모든 강풍취약도는 로그정규분포의 형태로 곡선 맞춤된 후 최종적으로 데이터베이스화 되었다. 본 연구방법론을 통하여 구축된 강풍취약도의 데이터베이스는 풍수해 피해 예상 지역에 건설된 도시 시설물의 잠재적 피해정도를 평가하기 위하여 사용될 예정이다.

최근 전 세계적으로 지구온난화에 따른 기후변화로 태풍, 지진해일, 한파, 폭염 등과 같은 자연재해의 피해가 대규모로 확대됨에 따라 기후변화에 대한 관심이 증가하고 있다. 근본적으로 지구온난화를 유발하는 가장 큰 원인은 대기 중의 온실가스를 들 수 있다. 온실가스의 농도가 해마다 증가하는 것으로 조사되었으며, 특히 지난 2013년 5월경 미국 하와이 마우나로아 관측소에서 측정한 대기 중 이산화탄소 농도가 상징적 기준점으로 여겨지는 400ppm을 초과하였다. 지금까지 많은 연구에 의하여 온실가스의 대기 중 농도 증가와 지구온난화를 연관하여 어떠한 관계가 있는지 설명하기 위해 여러 기후모델을 사용하였으며, 모든 기후모델의 실험 결과 지구온난화의 주된 원인이 온실가스의 농도 증가라는 것을 증명하였다. 우리나라 국립기상연구소는 RCP에 기반한 전지구/지역 기후변화 시나리오 개발과 더불어 국가 차원의 기후변화 대응을 위한 국가 표준 기후변화 시나리오를 개발하고 있다. RCP 데이터는 총 4가지 시나리오를 포함하고 있으며 최근 온실가스 농도 증가의 추세를 반영한 시나리오는 RCP 8.5시나리오이다. 과거에 발생한 태풍의 정보에 대해서는 관측 자료를 이용하여 알 수 있지만, 미래의 태풍 발생 위치와 강도에 대해서는 알 수가 없으며, 기후변화 시나리오에서 역시 산출되지 않는다. Emanuel & Nolan(2004)은 태풍 발생과 연관된 기상요소(상대습도, wind shear 등)를 이용하여 계산하는 태풍발생지수를 개발하였다. 본 연구에서는 RCP 8.5 시나리오로부터 태풍발생지수를 계산하기 위한 기상요소를 산출하고 이를 바탕으로 1982년~2100년 기간 동안 태풍발생지수를 계산하였으며, 태풍발생지수와 이력태풍발생위도와 상관도가 높다고 판단, 태풍이 발생한 위도와 태풍발생지수에 기반한 태풍발생모형을 개발하였다.