에너지 소산장치를 장착한 사장교의 지진 취약도 해석
Seismic Fragility Analysis of the Cable-stayed Bridge with Energy Dissipation Devices
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초록
논문에서는 에너지 소산장치가 장착된 사장교의 지진 취약도 해석 방법을 제시하고 에너지 소산장치의 장착 및 주탑-보강형 연결 조건에 따른 지진 취약도 변화를 살펴본다. 입력지반운동, 에너지 소산장치 특성값 및 사장교 강성 모형에 확률 변수를 도입하여 불확실성을 고려하고 에너지 소산장치의 비선형 이력거동을 고려하여 시간이력 해석을 수행한다. 해석결과의 회귀분석을 통한 최대 응답과 입력지반운동 세기(intensity) 사이의 관계식으로부터 취약도 해석을 위한 소요 역량(demand)을 수립한다. 역량(capacity)에 해당하는 한계상태는 주탑 하부의 전단력, 보강형의 교축방향 변위, 케이블 장력의 변동량 그리고 강주탑의 좌굴이 고려된다. 해석 예제로서 강주탑 사장교인 제 2 진도대교 모형에 대하여 취약도 해석을 수행하였다. 취약도 해석결과 에너지 소산장치의 사용을 통하여 구속 또는 비구속 연결조건시 높은 손상확률을 보이던 한계상태에 대하여 그 손상확률을 크게 줄일 수 있음을 확인하였다.
Abstract
paper presents a seismic fragility analysis method for a cable-stayed bridge with energy dissipation devices. Model uncertainties represented by random variables include input ground motions, characteristics of energy dissipation devices and the stiffness of cable-stayed bridge. Using linear regression, we established demand models for the fragility analysis from the relationship between maximum responses and the intensity of input ground motions. For capacity models, we considered the moment and shear force of the main tower, longitudinal displacement of the girder, deviation of the stay cables tension and the local buckling of the main steel tower as the limit states for cable-stayed bridge. As a numerical example, fragility analysis results for the 2nd Jindo bridge are presented. The effect of energy dissipation devices is also briefly discussed.
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