본 논문에서는 국내 최초로 건축구조기준(KBC 2016)에 기반하여 확률적 영역에서 초과손상확률 형태와 평균손상확률 형태 의 강풍 취약도 평가 방법론을 개발하였다. 본 연구에서는 풍하중에 대한 3초 순간풍속의 영향을 고려할 수 있는 풍하중 산정식을 건 축구조기준을 기초로 유도하였다. 또한 풍하중과 관련된 문헌을 기초로 유도된 3초 순간풍속 기반의 풍하중 산정식에 적용할 수 있는 풍하중 산정계수의 통계치를 제시하였다. 본 연구에서는 초과손상확률 형태와 평균손상확률 형태의 강풍 취약도를 평가하기 위하여 몬테카를로 모사(Monte Carlo Simulation) 기법을 이용하여 해석적 확률 모델을 개발하였다. 제안한 강풍 취약도 평가 방법론의 신뢰 성은 저층 건축물 모형의 지붕 쉬딩 패널 시스템(roof sheathing panel system)을 대상으로 ASCE(American Society of Civil Engineers) 풍하중 기준을 적용한 취약도 평가 방법론의 결과와 비교·검증되었다. 본 연구는 국내 건축구조기준의 풍하중 산정식을 이용하여 강 풍 취약도의 평가 방법론을 보이며, 제안된 방법론에 의한 강풍 취약도는 기존 ASCE 기반 방법론의 결과와 비교하여 작은 오차 범위 내에서 잘 일치함이 확인되었다. 본 연구에서 제시한 강풍 취약도 평가 방법론은 자연재해저감계획 등에 따른 강풍 피해 예측 시 취약 도 구축 방법으로 적용될 수 있을 것으로 판단된다.

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.

Recently, damage to domestic facilities due to strong winds and typhoons is increasing. This study focused on sign structures among various vulnerable facilities. The evaluation of wind fragility was performed considering the destruction of the anchor for fixing, which is one of the failure modes of the sign structures. The performance evaluation of the anchor for fixing was carried out to derive the wind fragility. Three parameters were set and twelve anchor types were selected to perform the pull-out and shear tests. The resistance performance was estimated based on the experimental results. Wind loads were estimated using the Monte Carlo simulation method. Based on this, we derive the wind fragility according to the wind exposure category. Finally, the change of the wind exposure category and the evaluation of the wind fragility according to the experimental parameter were performed.

In this study, the fragility for transmission tower subjected to wind disaster, which has the greatest influence on transmission tower, was developed for 154kV transmission tower located between Yangyang and Sokcho city. The resistance capacity and the limit state required for the evaluation of the fragility were divided into the major part and the auxiliary part in the steel tower. Moreover, the failure of tower was defined as the yielding stress of each member in the tower which could be used to determine their resistance performance. Domestic wind design guideline and criteria for transmission tower was used to determine the wind loads demand on the tower. By comparing the loading demand and resistance capacity, the failure of tower could be determined which in turn used to derive the wind fragility. The results obtained in this study could be used as a reference for damage prediction system of transmission tower and similar structures.

Recently, the damage caused by typhoons and strong winds are increasing due to the world climate change. Considering the vulnerability of structure to strong wind disaster, in this study, we focused on the soundproof wall among vulnerable wind facilities. GFRP was chose as the reinforcement frame among the components of the soundproof wall. The modeling of the soundproof wall was made using the finite element commercial analysis program ABAQUS and the resistance performance was estimated through the optimal model analysis of the soundproof wall. Wind loads were calculated using Monte Carlo Simulation. Finally, wind fragility evaluation was performed to predict the degree of damage of the GFRP frame soundproof wall. It is necessary to verify the performance of the GFRP frame through comparison with the aluminum frame which is generally used in the construction of the soundproofing wall.

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.

In this study, wind fragility for anchor systems installed at sign structures was developed through Monte Carlo simulation method. The fragility is a conditional limit state probability, presented as a function of the 3-second gust wind speed, based on a relation between statistics of wind loads and anchor system resistances. Advertisement sign attached to concrete wall structure was investigated using probabilistic approach with consideration of anchor type, exposure category, and wind directionality. The results showed that the failure due to tension on anchor bolt was dominant and occurred at a very high wind speed. The fragility methodology described in this paper can be used to develop performance-based design guidelines for advertisement structure in high wind regions as well as to provide information on which to base structural safety or expected loss assessments.

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.

연구에서는 정적 풍하중에 대한 교량의 취약도 평가 방법을 제시하였으며, 이를 이용하여 대상 교량인 6경간 엑스트라도즈드교에 대하여 정적 풍하중 취약도 분석을 수행하였다. 정적 풍하중산정과 하중조합은 국내 설계기준을 사용하여 산정하였으며, 이때 정적 풍하중에 대한 불확실성과 확률분포 특성은 난수를 사용하여 고려하였다. 취약도 곡선은 대수 정규분포함수의 형태로 나타내었으며, 이때 변수인 중간값과 대수표준편차는 최우도추정법(maximum likelihood method)에 의하여 구하였다. 취약도 분석을 수행한 결과 대상교량은 정적 풍하중에 대하여 안전한 것으로 평가되었다.