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아파트 창호 시스템에 대한 강풍 위험도의 정량적 평가

Quantitative Assessment of Extreme Wind Risk for Window Systems Installed in Apartment Buildings

김지영|김호정|이승수|최승훈|함희정|윤우석
한국풍공학회|2016.03|한국풍공학회지 (Journal of the Wind Engineering Institute of Korea)|제20권 제1호|pp. 29-37

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Monte Carlo simulationProbabilistic model강풍 위험도강풍 위험강풍 취약도몬테카를로 모사 기법확률 모델Wind riskWind hazardWind fragility

초록

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, 주호 수)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.

Abstract

In this paper, the wind risk model is developed to predict extreme wind-induced damage. The wind risk model is established by the convolution of wind hazard and wind fragility model. The wind hazard and fragility model are estimated by applying the Monte Carlo simulation method based on probabilistic model. The developed risk model is applied in order to quantitatively assess wind risk for window systems installed in apartment buildings. To determine the significant factors affecting wind risk, three factors are considered herein: location factors (i.e., Busan, Daegu, Daejeon and Seoul), geographical factors (i.e., topographic factor and exposure category) and building shape factors (i.e., building height, roof angle and unit per story). In this study, 432 models were estimated using the developed wind risk model. From the results, the exposure categories are most critical factor that affects the wind risk, followed by topographic factor, building height, site, roof angle and unit per story. The developed wind risk model in this study can be used as tools to predict economic loss estimation and to establish wind risk mitigation plan.

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