A methodology to assess seismic fragility of a nuclear power plant (NPP) using a conditional mean spectrum is proposed as an alternative to using a uniform hazard response spectrum. Rather than the single-scenario conditional mean spectrum, which is the conventional conditional mean spectrum based on a single scenario, a multi-scenario conditional mean spectrum is proposed for the case in which no single scenario is dominant. The multi-scenario conditional mean spectrum is defined as the weighted average of different conditional mean spectra, each one of which corresponds to an individual scenario. The weighting factors for scenarios are obtained from a deaggregation of seismic hazards. As a validation example, a seismic fragility assessment of an NPP containment structure is performed using a uniform hazard response spectrum and different single-scenario conditional mean spectra and multi-scenario conditional mean spectra. In the example, the number of scenarios primarily influences the median capacity of the evaluated structure. Meanwhile, the control frequency, a key parameter of a conditional mean spectrum, plays an important role in reducing logarithmic standard deviation of the corresponding fragility curves and corresponding high confidence of low probability of failure (HCLPF) capacity.

본 연구는 최근 빈발하는 수변지역 재해에 대한 신속한 대응 및 선제적 예방을 위한 합리적 의사결정을 지원하는 다중 시나리오 기반의 시스템의 개발을 목표로 한다. 이를 위하여 강수량, 수위 등의 계측 데이터와 지형정보, 수변지역 주요 시설 정보 등을 종합적으로 고려하여 제내지의 수변구조물에 대한 중요도, 위험도를 평가하고, 이를 바탕으로 각 시설물의 자산가치를 반영하여 피해액을 산정한다. 수재해 다중 시나리오는 최악의 수재해 침수조건을 포함하는 다양한 형태의 침수 시나리오를 작성하며, 200년, 500년 빈도 등의 극한 홍수 상황 발생시의 제방 붕괴모형 연계해석에 의한 침수민감도를 도출한다. 중요도는 제내지 특정 시설물이 관련 사회 및 산업활동에 미치는 영향의 정도(Level of Criticality)를 의미하며, 인터뷰와 영향분석, 계층분석방법(AHP)을 활용하여 평가한다. 위험도는 재해로 인하여 시설물/사회/산업에 가해지는 위험의 정도를 의미하며, Bayes` Theory 및 System Dynamics를 적용하여 기능적/구조적 위험도로 분류하여 평가한다. 마지막으로 피해액은 지형정보, 시설물 제원, 자산정보 등의 일반정보를 바탕으로 침수해석 정보, 침수 분석 정보를 입력하여 손실함수 및 손실계수를 적용하여 시설물별 직/간접적 피해액을 산정한다. 시스템의 중요도, 위험도 평가 및 피해액 산정을 통하여 시스템 사용자는 다양한 수위 시나리오에 대하여 수변지역 시설물의 손상 정도 및 피해 규모를 파악할 수 있으며, 향후 재해 발생 상황시 신속한 대처를 보장하고, 제내지 주요 시설물의 보수/보강 등의 사전 재해 예방 활동 계획을 수립하기 하기 위한 주요 근거로 할용한다. 또한 주기적인 인벤토리(Inventory)의 갱신을 통하여 시스템의 활용도 및 분석/예측의 정확도를 향상시킨다.