교량의 노후화는 다양한 원인에 기인하겠지만 겨울철에 제설용으로 살포하는 염화칼슘이 교량부재에 침투하여 부식을 유발하는 것이 대표적인 교량 노후화 원인중 하나라고 할 수 있다. 본 연구의 목적은 교량의 부식에 의한 노후화 정도를 정량화하고 이를 교량의 해석모델에 적용하여 노후화 정도에 따른 지진취약도 해석을 수행하고 노후화 정도와 지진취약도 곡선의 관계를 평가하는 것이다. 노후화 정도를 고려한 지진취약도 해석에 각 손상상태별로 한계값을 적절히 정의하는 것이 중요하다. 본 연구에서는 손상정도에 따른 변위 연성도 능력의 저하 특성에 관한 기존 연구결과를 활용하여 손상상태를 정의하였다. 세 가지 교량받침과 두 가지 교각 높이에 따른 예제 교량들의 지진취약도 해석으로부터 노후화 정도가 증가할수록 지진취약도가 증가하는 경향이 나타냄을 알 수 있다. 이러 한 노후화 정도에 따른 지진취약도의 차이는 손상상태가 경미, 보통, 심각, 붕괴의 상태로 갈수록 증가하는 경향을 나타낸다.

Conditional spectra (CS) are applied to the seismic fragility assessment of a nuclear power plant (NPP) containment building for comparison with a relevant conventional uniform hazard response spectrum (UHRS). Three different control frequencies are considered in developing conditional spectra. The contribution of diverse magnitudes and epicentral distances is identified from deaggregation for the UHRS at a control frequency and incorporated into the conditional spectra. A total of 30 ground motion records are selected and scaled to simulate the probability distribution of each conditional spectra, respectively. A set of lumped mass stick models for the containment building are built considering nonlinear bending and shear deformation and uncertainty in modeling parameters using the Latin hypercube sampling technique. Incremental dynamic analysis is conducted for different seismic input models in order to estimate seismic fragility functions. The seismic fragility functions and high confidence of low probability of failure (HCLPF) are calculated for different seismic input models and analyzed comparatively.

This study develops finite element models for seismically-deficient reinforced concrete building frame retrofitted using fiber-reinforced polymer jacketing system and validates the finite element models with full-scale dynamic test for as-built and retrofitted conditions. The bond-slip effects measured from a past experimental study were modeled using one-dimensional slide line model, and the bond-slip models were implemented to the finite element models. The finite element model can predict story displacement and inter-story drift ratio with slight simulation variation compared to the measured responses from the full-scale dynamic tests.

원자력 발전소에 지진격리장치를 설치하여 내진성능을 향상시킬 수 있다. 그러나 지진격리장치의 적용으로 지반과 구조물 사이에서 큰 상대 변위가 발생하게 된다. 따라서 지진격리된 구조물과 일반 구조물을 연결하는 연결배관시스템의 경우 지진리스크가 증가할 수 있다. 따라서 이러한 배관시스템의 지진취약도를 분석할 필요가 있다. 본 연구에서는 지진취약도 분석 을 위해 지진격리된 APR1400 원자력발전소와 주증기관을 대상으로 지진취약도를 분석하였다. 주증기관은 지진격리된 nuclear island의 보조 건물과 터빈 건물을 연결하는 인터페이스 배관이다. 지진취약도 분석을 위한 파괴모드는 누출관통균열로 정의하였다. 누출은 실험결과와 수치해석을 통해 손상지수로 정량화하여 취약도 분석을 위한 파괴기준으로 사용하였다. 파괴기준의 변동에 의한 취약도 곡선의 변동성을 확인하기 위하여 손상지수의 최솟값, 최댓값, 평균값 및 중앙값을 파괴기준으로 하여 지진취약도 곡선을 작성하였다.

확률론적 지진취약도 평가는 구조물 혹은 기기의 손상확률을 각 취약도 변수별 조합을 통해 이루어진다. 지진취약도로부터 구해지는 2개 이상 기기의 동시손상확률 계산은 기존에는 각 기기의 손상확률을 독립으로 가정해왔다. 하지만 기기별 손상확률에 상관성이 있으며, 이를 평가한 결과 상관성에 따라 동시손상확률이 변화할 수 있는 결과를 보였다. 이 지진상관성을 무시하면 비보수적인 결과가 나오고 따라서 이를 고려해서 계산되어야 한다. 이 연구에서는 지진상관계수를 해석적으로 평가하기 위해 몇 가지 확률 변수를 선정하여 각 변수별로 혹은 통합하여 평가하고 그 차이를 비교했다. 그리고 단순화된 모델과, 복잡한 모델에 대한 상관계수 차이도 비교 하였다. 이들 방법에 따른 상관계수의 결과와 차이를 분석했다. 그 결과 각 변수별로 평가하는 것과 통합하여 평가할 때 변수별 영향의 차이에 따라 상관성이 변화함을 확인하였고, 모델이 단순할수록 상관성이 높아짐을 확인하였다.

본 연구는 산악형 설악산 국립공원지역에서 발생한 토석류 발생지 263개소를 대상지로 선정하여 다양한 산림환경 인자별로 조사하고 토석류발생지 특성을 분석하였다. 토석류 평균(침식량, 길이, 폭, 면적)은 각각 1,935㎥, 103.7m, 14.4m, 1,728㎡로 나타났다. 산림환경 인자가 토석류 발생 빈도에 미치는 영향을 분석한 결과, 경사도(31∼40°), 사면방위(남사면), 종단사면(오목凹), 횡단사면(오목凹), 표고(801∼1,200m), 사면위치(산록), 하천차수 (1차), 임상(혼효림), 모암(화강암), 토심(15cm 이하)에서 발생빈도가 높은 것으로 조사되었다. 토석류가 발생한 피해지에서의 침식량과 산림환경 인자와의 상관관계를 분석한 결과는, 종단사면(오목凹, 복합凹凸), 표고(1,201m 이상), 토심(46cm 이상)에서 1% 수준 내에서 정의 상관관계를 보였다.

Seismic fragility was assessed for non-seismic reinforced concrete shear walls in Korean high-rise apartment buildings in order to implement an earthquake damage prediction system. Seismic hazard was defined with an earthquake scenario, in which ground motion intensity was varied with respect to prescribed seismic center distances given an earthquake magnitude. Ground motion response spectra were computed using Korean ground motion attenuation equations to match accelerograms. Seismic fragility functions were developed using nonlinear static and dynamic analysis for comparison. Differences in seismic fragility between damage state criteria including inter-story drifts and the performance of individual structural members were investigated. The analyzed building had an exceptionally long period for the fundamental mode in the longitudinal direction and corresponding contribution of higher modes because of a prominently insufficient wall quantity in such direction. The results showed that nonlinear static analyses based on a single mode tend to underestimate structural damage. Moreover, detailed assessments of structural members are recommended for seismic fragility assessment of a relatively low performance level such as collapse prevention. On the other hand, inter-story drift is a more appropriate criterion for a relatively high performance level such as immediate occupancy.

The methodology classifying structural types of concrete buildings in the existing seismic fragility functions is too simple to estimate the fragility of existing residential buildings and neighborhood living facilities, especially those below five stories. Their structural types are dependent on information contained in the building register such as main use, total floor area, story, permission date, and first story floor area of the individual building. All of this information is not considered for classifying types in the existing functions; therefore, the goal of this study was to suggest a methodology that classifies structural types of concrete buildings by utilizing such information. The results of this study showed that the suggested methodology can classify structural types better than the existing methodology. Nevertheless, there is still a need to simplify the methodology because fragility estimation demands quickness rather than accuracy.

산지재해는 1차적으로 산지사면에서 산사태가 발생되어 2차적으로 계류를 따라 토석류로 이동 및 확산되면서 산지 하부지역의 시설지와 주거지에 피해를 발생시킨다. 따라서 본 연구는 전라북도 지역의 토석류 발생지 79개소를 조사 대상으로 현장조사를 통한 발생 길이에 영향을 미치는 인자를 구명하고, 수량화이론(I)을 이용하여 발생 길이에 대한 각 인자의 기여도 분석을 통해 예방적인 측면에서 전라북도 지역 내 토석류 발생 위험지역에 대한 예측기준을 작성하였다. 토석류의 발생 길이에 영향을 미치는 인자는 모암(화성암), 횡단사면(복합사면), 입목 흉고직경(6cm 이하), 표고(501m 이상), 발생위치(산록) 등이었다. 각 인자의 범위를 추정한 결과, 모암(0.5633)이 가장 높게 나타나 전라북도 지역의 토석류 발생 위험도에 큰 영향을 미치는 것으로 추정되었으며, 다음으로는 횡단사면(0.4565), 사면위치(0.3568), 흉고직경(0.3274), 표고(0.3052)순으로 나타났다. 전라북도 지역 산지에서 토석류 발생 위험도 판정식을 기준으로 5개 인자의 카테고리별 점수를 계산한 추정치 범위는 0점에서 2.0092점 사이에 분포하였다. 중앙값인 1.0046점을 기준으로 토석류 위험도 예측을 위한 등급을 분류한 결과 Ⅰ등급은 1.5070 이상, Ⅱ등급 1.0047 ∼ 1.5069, Ⅲ등급 0.5023 ∼ 1.0046, IV등급 0.5022 이하로 나타났고, Ⅰ등급과 Ⅱ등급에서 토석류 발생비율이 76%로서 비교적 높은 적중률을 보였다. 따라서 본 판정표는 전라북도의 산지에서 지역의 위험 비탈면에 있어서 토석류 발생 위험도 판정에 유용하게 활용할 수 있을 것으로 판단된다.

본 연구는 북한과 유사한 경제사회 조건을 지닌 아프리카 취약국가에서의 위기 전이 현상에 대한 분석을 북한에 실험적으로 적용해보는 것은, 북한에 대한 이해 증진에 있어 유의미할 수 있다는 시각에 기초 한다. 이러한 시각아래 2018년 8월부터 경제사회 위기가 표면화된 짐 바브웨 사례를 기술해보았다. 최근 모두 역의 경제 성장을 기록하고 있 는 짐바브웨와 북한은 낮은 경제자유도, 경제규모, 산업구조 및 무역 형태 등에서 유사성을 지닌다. 또한 양국 모두 경상수지 적자가 누적된 상황에서 각각 미국 및 미국과 유엔 제재 아래 있어 외환 확보 제약에 직면해있다. 2017년말 37년 무가베 독재 종언이후 표면화된 짐바브웨 상황은 정치변동, 물가상승, 외환시장 왜곡, 보건 위기, 사회인프라 붕 괴가 상호 악순환 고리를 형성하고 있음을 보여준다. 북한이 기본 경제 조건의 왜곡 문제를 안고 있는 상황에서, 코로나 사태는 북한에서 짐바 브웨에서 나타난 경제사회 분야 악순환 고리 형성 및 작동 가능성을 제기하고 있다.

본 연구에서는 자연재해에 대한 집계구 단위의 인명 취약성 지수 평가 방법론을 제안하였다. 인명 취약성 지수는 자연재해에 대한 인명의 리스크 지수(Risk Index) 평가 시 필수적으로 요구되는 것으로써 인명의 노출도(Exposure)와 민감도(Sensitivity)가 고려된 취약성 대리변수의 결합으로 평가될 수 있다. 본 연구에서는 경주시를 평가 시범지역으로 선정하여 자연재해에 대한 인명 취약성 지 수 방법론을 적용하였다. 자연재해 인명 리스크와 관련된 문헌조사를 통하여 6개의 취약성 대리변수(인구밀도, 직업, 취약계층, 성별, 교육수준, 외국인)가 선정되었으며, 선정된 취약성 대리변수는 기 설정된 점수화 기준에 따라 평가치가 산정된 후 정규화 방법에 따라 무차원화 되었다. 각각의 취약성 대리변수를 결합하기 위한 가중치는 인명 취약성 지수 관련 문헌에서 적용된 가중치를 메타분석(Meta- Analysis)하여 파악되었다. 인명 취약성 지수를 평가하기 위해 필요한 인구 통계자료 데이터베이스는 통계청에서 제공하는 집계구별 인구 통계자료를 기초로 구축되었다. 경주시에 대한 인명 취약성 지수 평가의 경우, 인명에 대한 노출도 및 민감도가 높은 공동주택 단 지에서 가장 취약할 수 있음을 확인하였다. 본 연구에서 제안된 취약성 지수 평가 방법론은 집계구 단위 지역에서의 자연재해 리스크 를 신속하게 평가할 시 활용가능하다.

지진 하중에 의해 피해를 받는 교각의 보강을 위한 방법론과 다양성에 대한 연구가 활발히 진행되었지만, 단자유도에 대한 비선형 정적 분석에 대한 연구가 주로 수행되었으며, 교각을 구성하는 재료적 특성만이 변수로 간주되었다. 그러나, 교 각의 기하학적 요소와 보강 수단의 관계성에 관한 연구는 수행되지 않았다. 이에 본 연구에서는 CFRP 재킷을 사용하여 캘리포 니아에 존재하는 비 내진 상세 콘크리트 교량 교각을 보강하고 형상 변화에 따라 (교각 직경, 전단 경간 비, 보강 재킷의 길이) 교량 교각의 지진 취약성 곡선 도출하고 내진 성능을 평가하였다. 상기의 목표를 달성하기 위해 Opensees 프로그램를 사용하여 문헌에서 인용할 수 있는 실험체를 모델링하고 반복 하중을 가하여 결과 비교를 통해 해석방법의 적절성을 결정하였다.

For the important safety system, two or more units of identical equipment or redundant components with similar function were installed to prevent abnormal failure. If the failure probability of such equipment is independent, this redundancy could increase the system safety remarkably. However, if the failure of each component is highly correlated by installing in a structure or experiencing an earthquake event, the expected redundancy effect will decrease. Therefore, the seismic correlation of the equipment should be evaluated quantitatively for the seismic probabilistic safety assessment. The correlation effect can be explained in the procedure of constructing fragility curves. In this study, several methodologies to quantify the seismic correlation in the failure probability calculation for multiple components were reviewed and two possible ways considering the realistic situation were selected. Simple examples were tested to check the applicability of these methods. The conversion method between these two methods was suggested to render the evaluation using the advantages of each method possible.

본 논문에서는 풍하중에 노출된 강재 및 CFRP로 구성된 비닐하우스에 대한 확률론적 성능비교를 하였다. 풍하중에 대한 취약성은 강풍에 노출된 온실의 파괴확률을 추정하기 위해 사용되었으며 단동 비닐하우스의 유한요소 모델링은 한국농촌 경제연구원에서 발간한 설계도를 적용하였다. 해석결과를 구조물의 한계상태와 비교함으로써 비닐하우스의 파괴상태를 결정할 수 있다. 기본적으로 몬테카를로 시뮬레이션은 풍속에 따른 파괴확률을 도출하기 위해 가상의 풍하중에 대하여 적용하지만 본 논문에서는 전체에 대한 수직 및 수평 변형한계상태를 고려하였다. 그 결과, 강재 비닐하우스가 가장 높은 성능을 보였으며 수평 변형 한계상태가 하중조건에 대한 단동비닐하우스의 파괴원인임을 확인하였다.

본 논문에서는 OpenSees 프로그램을 이용한 콘크리트 교량의 지진취약성 분석 방법에 대한 고찰을 제시한다. 교각 및 휨 부재 분산 비선형(distributed plasticity) 요소를 적용한 해석모델을 활용하여 지진에 대한 응답을 구하고 이를 통계적으로 처리하여 확률론적 지진취약성 분석을 수행한다. 응답 통계는 세기가 같은 지진파의 집단을 단계별로 scaling하는 stripe 방 법과 다양한 세기를 가진 지진파 집단을 선정하는 cloud방법을 적용하고 이 두 방법에 의한 분석결과의 차이를 비교한다. 한계 상태에는 교각의 휨변형과 교좌장치의 변위를 기준으로 산정한 다단계 한계상태를 적용하고, 여러 가지 한계상태를 취합한 시스템 취약성을 도출한다. 지진응답의 통계적 처리 방법과 교량의 손상 정의가 지진취약성 곡선에 주는 영향을 고찰한다.

최근 발생한 경주 및 포항 지진은 고주파 영역의 성분이 많이 포함된 지진파로 구조적 요소 뿐만아니라 비구조적 요소에 피해가 많이 발생하였다. 비구조적 요소 중 전기 캐비닛은 발전소의 발전 시스템 컨트롤러를 보관하는 함으로써 전기 캐 비닛의 피해는 안정적인 에너지 공급의 중단과 화재 등의 2차적인 피해로 확장될 수 있다. 따라서 본 연구에서는 전기 캐비닛- 앵커 시스템의 유한요소 모델을 구축하고 검증하여 세계 각지에서 발생한 지진파 적용을 통한 지진 취약도 평가를 수행하고자 한다. 전기 캐비닛의 유한요소 모델의 경우 공진탐색 결과의 타겟 주파수와 약 1%의 오차가 발생하였으며 선설치 앵커의 유한 요소 모델은 실험결과와 비교하였을 때 초기 강성 및 최대 하중점이 잘 일치하는 것으로 나타났다. 0.2g, 0.5g, 0.8g, 1.2g로 스케 일을 변화시켜 시간이력해석을 수행하였으며 해석결과를 바탕으로 확률론적 안전성 평가인 지진 취약도 평가를 수행하였다. 0.2g 스케일의 시간이력 해석결과 경주 지진을 적용하였을 때 앵커에서 발생한 응력은 280.15MPa로 가장 크게 발생하였으며 고 주파 지진에 민감하게 반응하는 것으로 나타났다. 앵커의 응력을 한계상태로 지진취약도 분석 시 0.2g와 0.5g 사이에서 기울기 가 급격히 변하였으며 캐비닛 최상단의 변위를 한계상태로 지진 취약도 분석 시 Z축 변위 보다 X축 변위에 대해 민감하게 반응하는 것으로 나타났다