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논문KCI 등재

건축구조기준 2016 기반 강풍 취약도 평가 방법론 개발

Development of a Methodology for Assessing Extreme Wind Fragility and Vulnerability Based on Korean Building Code 2016

이승수|조민규|최승훈|함희정
한국풍공학회|2021.12|한국풍공학회지 (Journal of the Wind Engineering Institute of Korea)|제25권 제4호|pp. 157-164

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Monte Carlo Simulation강풍 취약도건축구조기준Korean Building Code몬테카를로 모사해석적 확률 모델Extreme wind fragility and vulnerabilityProbabilistic analysis model

초록

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 .

Abstract

This paper presents a methodology to assess extreme wind fragility and vulnerability in the probabilistic domain based on KBC (Korean Building Code) 2016 for the first time in South Korea. In this study, wind load equation is derived based on KBC 2016 to consider the effects of 3-second gust wind speeds. Wind load related statistics is also proposed for the derived wind load equation based on related literature. A probabilistic analysis model is developed to assess extreme wind fragility and vulnerability by Monte Carlo Simulation method. The reliability of the proposed methodology is verified with the results of other fragility and vulnerability assessing methodologies based on ASCE (American Society of Civil Engineers) wind provision for roof sheathing panel system of a low-rise prototype building. This study shows that extreme wind fragility and vulnerability of buildings can be assessed using the wind load equation in KBC 2016 and confirms that the wind fragility and vulnerability by the proposed methodology agree well within small error ranges compared with the results of existing methodologies based on ASCE wind provison. The proposed methodology presented in this study can be used as a method for establishing extreme wind fragility or vulnerability when loss estimations are needed for the natural disaster reduction plan, etc.

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