Seismic fragility functions for unreinforced masonry buildings were derived based on the incremental dynamic analysis of eight representative inelastic numerical models for application to Korea's earthquake damage estimation system. The effects of panel zones formed between piers and spandrels around openings were taken into account explicitly or implicitly regarding stiffness and inelastic deformation capacity. The site response of ground motion records measured at the rock site was used as input ground motion. Limit states were proposed based on the fraction of structural components that do not meet the required performance from the nonlinear static analysis of each model. In addition to the randomness of ground motion considered in the incremental dynamic analysis explicitly, supplementary standard deviation due to uncertainty that was not reflected in the fragility assessment procedure was added. The proposed seismic fragility functions were verified by applying them to the damage estimation of masonry buildings located around the epicenter of the 2017 Pohang earthquake and comparing the result with actual damage statistics.

Current seismic fragility functions for buildings were developed by defining damage state threshold based on story drift concerning foreign references and using the capacity spectrum method based on spectral displacement. In this study, insufficient details and dependence on the core location of piloti-type buildings were not reflected in the fragility function because it was developed before the Pohang earthquake. In order to develop an improved one for piloti-type buildings, several types of core were selected, damage state threshold was determined based on the capacity of structural members, and three-dimensional analyses were utilized. As a result, seismic fragility functions based on spectral acceleration were developed for various core locations and different shear strengths of the column stirrup. The fragility of piloti-type buildings significantly varied according to core location, an additional single wall, and whether the contribution of column stirrup was included or not. To estimate fragility more reasonably, it is necessary to prepare the parameters to reflect actual state well.

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.

Diagonally reinforced concrete coupling beams (DRCBs) have been widely adopted in reinforced concrete (RC) bearing wall systems. DRCBs are known to act as a fuse element dissipating most of seismic energies imparted to the bearing wall systems during earthquakes. Despite such importance of DRCBs, the damage estimation of such components and the corresponding consequences within the knowledge of performance based seismic design framework is not well understood. In this paper, drift-based fragility functions are developed for in-plane loaded DRCBs. Fragility functions are developed to predict the damage and to decide the repair method required for DRCBs subjected to earthquake loading. Thirty-seven experimental results are collected from seventeen published literatures for this effort. Drift-based fragility functions are developed for four damage states of DRCBs subjected to cyclic and monotonic loading associated with minor cracking, severe cracking, onset of strength loss, and significant strength loss. Damage states are defined in a consistent manner. Cumulative distribution functions are fit to the empirical data and evaluated using standard statistical methods.

일반적으로 지진취약도를 평가할 때 사용되는 해석방법 중 하나인 역량스펙트럼 방법은 증분동적해석에 비해 해석의 정확성이 떨어지는 제한점이 있다. 본 연구에서는 증분동적해석이 가장 정확도가 높은 해석기법이라는 점에 착안하여 증분동적해석을 이용한 지진취약도 곡선의 도출과정을 제안하였다. 타당성 비교를 위하여 역량스펙트럼 방법과 제안된 방법으로 도출한 취약도 곡선을 비교하여 두 해석기법에 의한 지진취약도 곡선의 경향을 분석하였다. 그 결과 Slight damage와 Moderate damage의 경우 두 해석방법이 유사한 곡선 경향을 보이나 Extensive damage와 Complete damage의 경우에는 IDA방법에 의한 곡선이 더 가파른 경향을 보였다. 이는 구조물의 거동을 이상화하여 극한점 이후 구조물의 저항 강도가 떨어지지 않는다고 가정하는 역량스펙트럼 방법의 영향을 받는 것으로 사료된다.

본 연구에서는 에너지 소산형 감쇠기가 설치된 철근콘크리트 구조물의 지진응답 저감효과를 확률적으로 평가하기 위하여 지진취약도 함수를 도출하였다. 가속도민감 영역과 속도민감 영역에 속하는 대표 고유주기를 갖는 비선형 단자유도 시스템으로 모델링된 철근콘크리트 구조물을 대상으로 강도와 강성의 불확실성을 고려하였다. 원구조물에 다양한 강성과 감쇠를 갖는 변위의존형 감쇠기를부가하여 비선형시간이력해석을 수행하였으며, 해석결과의 통계를 바탕으로 로그정규분포 형태의 지진취약도 함수를 도출하였다. 원구조물의 종류별로 감쇠기의 설계변수에 따른 지진취약도 함수의 변화를 검토하고 이를 통해 손상확률의 저감효과를 분석하였다.

본 연구에서는 HAZUS와 같은 지진위험도 추정을 위한 입력으로서 교량구조물에 대한 대표 지진취약도 함수를 도출하기 위하여 기존에 수행되었던 안전율 평가 결과를 이용하여 일련의 교량군에 대한 대표 지진취약도 함수를 도출하는 방법을 제안하였다. 지진응답해석 결과를 근거로 하여 제시된 교량 집단의 각 부재별 안전율을 정리하였으며 이 안전율 결과를 이용하여 각 파괴모드별 지진취약도 곡선을 도출하였다. 각 부재별로 평가된 지진취약도 함수를 이용하여 HAZUS의 입력으로 사용할 수 있는 손상단계별 지진취약도 함수를 도출하였다. 부재별 파괴모드를 이용하여 교량전체의 시스템 취약도를 도출하기 위하여 고장수목을 사용하였다. 결과적으로 본 연구에서는 기존의 안전율결과를 이용하여 취약도결과를 도출할 수 있는 방법을 제시하였다.

여러 지질재해 중에서 산사태로부터 피해를 최소화하기 위해서는 미래의 산사태에 대해 취약한 지역의 추정이 필요하다. 산사태 위험성의 정량적 분석을 목적으로, 본 논문에서는 확률론적 공간통합 방법인 베이지안 기법의 적용가능성에 대해서 논의하고자 한다. 우선 산사태 발생과 관련이 있는 여러 공간자료의 확률론적 표현을 위해 우도비 함수를 사용하였으며, 베이지안 결합 규칙을 이용하여 최종적으로 통합된 검증을 수행하였다. 이러한 방법의 적용가능성을 검토하기 위하여 1998년 여름 산사태 공간 분포의 분할을 통한 검증을 수행하였다. 이러한 방법의 적용가능성을 검토하기 위하여 1998년 여름 산사태로 피해를 입은 경기도 장흥지역을 대상으로 사례연구를 수행하였다. 사례연구 수행 결과, 우도비에 기반한 베이지안 공간 통합 기법은 효율적으로 다양한 공간 자료를 통합할 수 있었으며, 검증결과는 해석과 의사결정 보조자료로 이용될 수 있을 것으로 기대된다.

This study presents the comparison of analytical fragility functions obtained from analyses result of spectrum matched to unmatched ground motions expressed in terms of percentage and ratio. Seven random seed earthquake ground motions were matched to United States Nuclear Regulatory Commission (USNRC) specified design response spectrum to carry out time history analyses of a base-isolated nuclear power plant structure. Fragility functions were estimated using the maximum likelihood method from the obtained responses for the selected ground motions. As anticipated the seismic responses obtained using matched time series were higher than unmatched time series which finally led a higher mean. Standard deviation for both cases were compared and for spectrum matched case smaller result were noticed.

대표적인 라이프라인 시설물인 송전철탑은 내풍설계를 통해 부재단면의 크기를 결정해 왔으며, 일반적으로 풍하중이 지진하중의 영향을 초과하는 경향을 보였다. 이러한 이유로 국내 송전철탑에 대한 지진하중의 영향평가가 이루어지지 않고 있지만, 전력수요의 증가로 고용량 송전의 증가에 따라 송전철탑의 규모가 커지고, 중요도 또한 높아졌다. 본 연구에서는 송전철탑의 지진취약도를 분석하였다. 국내에서 운용 중인 송전철탑의 중요도 및사용성을 고려하여 154kV, 345kV, 765kV 용량의 송전철탑을 분석하여 이 중 4가지 단면형상을 대표단면으로 선정하였다. SAP2000을 이용하여 송전철탑의 구조해석모델을 3D로 구성하였고, 취약도 함수를 도출하기 위한 시간이력해석을 수행하였다. 해석에 사용된 지반가속도 시간이력은 해외 역사지진에서 계측된 실측지진파 20개를 선정하여 사용하였다. 각각의 지진파는 직교하는 두 방향의 수평성분과 수직성분을 모두 고려하여 해석하였다. 지진취약도의 개발을 위한 송전철탑의 한계상태는 철탑을 구성하는 개별 부재의 탄성좌굴응력과 항복응력으로 정의하였고, 지반가속도 시간이력의 가속도크기를 조정하여 다양한 최대지반가속도에 대한 시간이력해석을 수행하였다. 특정한 최대지반가속도별로 한계상태를 초과하거나 초과하지 않은 경우를 취합한 후, 최우도추정법을 통해 지진취약도 곡선을 도출하였다. 송전철탑의 지진영향 평가로부터 송전철탑은 지진하중에 의한 구조물의 국부적인 손상이 먼저 발생하며, 탄성좌굴에 의한 손상은 0.3g부터, 부재의 항복응력에 대한 손상은 0.6g의 지진가속도부터 나타났다. 운용처별로 단면 형상 및 규모, 목적이 다른 송전철탑의 지진하중에 대한 거동을 정량화 할 수는 없으나 규모와 단면 형상에 따른 구조물의 손상거동과 손상확률을 파악할 수 있다. 따라서 송전철탑의 지진취약도 분석은 라이프라인 중 전력시설물의 안전성 및 효율적 관리의 기초자료로 활용될 수 있다.