R&D최종보고서
| 과제고유번호 | 201919CTAP-C130227-03 | |||||
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| 연구사업명 | 국토교통기술촉진연구사업 | |||||
| 연구과제명 | 지반응답스펙트럼 추정기법 개발 및 해석모델DB 구축을 통한 교량의 지진재해 대응 피해예측 시스템 구축기술 개발 | |||||
| 총 연구기간 | 2017-04-01 ~ 2019-12-31 | |||||
| 연구책임자 | 최형석 | |||||
| 당해년도 참여 연구원수 |
5명 | 총 연구기간 참여 연구원수 |
15명 | |||
| 당해년도 연구비 |
정부 : 220,000,000 원 기업 : 0 원 계 : 220,000,000 원 |
총연구비 | 정부 : 600,000,000 원 기업 : 0 원 계 : 600,000,000 원 |
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| 연구기관명 | (재단)국토교통연구인프라운영원 | |||||
| 등록 발간번호 | - | |||||
| ISBN | - | |||||
| 주요 내용 |
○ (기술의 정의) 지진발생 시 시설물의 안전성 및 피해발생 유무를 신속, 정확하게 평가, 판단하여 해당 관리기관 담당자의 긴급점검 실시 필요유무 의사결정을 지원하고, 상시 시설물의 체계적인 유지관리, 설계기준 개발 및 관련 정책수립 등에 활용이 가능한 지진 피해예측 시스템 구축 기술 ○ (기술의 원리) 신뢰성 있는 관측소에서 계측된 지진가속도 시간이력으로부터 피해예상 시설물 위치의 지반응답스펙트럼을 추정하고 이를 해당 구조물의 동적해석모델에 적용하여 지진피해를 예측한 후 관리자에게 통보하는 시스템으로 다음의 절차에 의해 운영됨 ① 지진조기경보시스템(기상청)으로부터 지진 발생 확인 ② 진앙정보 및 시설물DB로부터 지진 발생 위치와 영향 시설물 선정 ③ 해당 시설물별 인근 최소 3개소 이상의 지진가속도(자유장) 시간이력 확보 ④ 관측지점 계측치 변환계수 확인 및 입수된 가속도 자료의 공학적 단위 변환 ⑤ 주파수 변환을 통한 가속도 지반응답스펙트럼의 작성 ⑥ 구조물 해석모델DB로부터 해당 시설물 동적해석모델 입수 ⑦ 해당 시설물에 대한 응답스펙트럼해석 수행 및 결과분석 ⑧ 위험 판정 구조물에 대한 피해예측결과를 해당 관리자에게 통보 [최종목표] ○ (최종연구목표) 지진 가속도 관측 데이터의 지반응답스펙트럼 추정기법 개발, 구조물 구조해석모델 DB 구축 및 지진피해 추정 방안 개발을 통한 시설물별 지진재해 대응을 위한 피해예측 시스템 구축기술 개발 ○ (최종성과물) 국가지진종합정보시스템과 연계하여 해당 시설물 위치의 지진력 산정 및 응답스펙트럼해석법을 이용한 교량의 동적해석이 가능한 지진재해 피해추정 시스템 구축기술 ○ (세부연구목표) - 지반응답스펙트럼 작성 시스템 개발 - 지진대비 구조해석모델 DB 구축 - 지진피해 추정 시스템 개발 [연구내용 및 범위] ○ (핵심연구1) 지반응답스펙트럼 작성 시스템 개발 - 지진정보 수집 및 활용을 위한 기초기술 개발 - 시스템 운영을 위한 DB 구축 및 발생 지진력 추정 기술 개발 - 지반응답스펙트럼 작성 시스템 개발 ○ (핵심연구2) 구조해석모델 DB구축 - 구조해석모델 DB 구축을 위한 기반구축 - 시설물 관리 DB 연동을 통한 구조해석모델 DB 고도화 - 교량 구조해석모델 DB 운영 매뉴얼 개발 ○ (핵심연구3) 지진피해 추정 시스템 개발 - 교량 구조해석을 위한 기초 모듈 개발 - 지진피해 추정 모듈 개발 및 관련 자료 DB 구축 - 지진피해 추정 시스템 고도화 ○ (연구의 한계) 본 연구개발에 의한 기술은 다수의 지진 가속도 관측 결과를 이용하는 경우 실제 구조물에 작용된 지진력 추정 결과의 정확도가 향상되고 구축된 구조해석모델 DB가 많을수록 그 적용성이 높아질 수 있으며, 해석방법에 따라 그 정밀도가 향상될 수 있으나, 현재의 과학기술수준 및 본 연구의 기간과 연구비 지원 규모를 고려하여 연구결과는 다음과 같이 제한됨 - (지진가속도 자료) 현재, 국내에서 활용이 가능한 지진 가속도 관측 자료는 국가지진종합정보시스템(기상청) 및 국가지진통합관측망(지질자원연구원), 지진가속도 측정자료 통합관리시스템(안전처) 및 각 시설물별 계측자료이나 이중 실시간 API(Aplicaition Programming Interface)를 지원하는 국가지진종합정보시스템 제공 지진 이벤트 자료에 한정 - (교량 적용기술) 다양한 형태의 시설물이 존재하나 본 연구는 교량에 한정되며, 기존에 계측 및 유지관리를 위한 설비가 설치되지 않은 일반교량 중점적용 ？ 본 과제에서는 20개 이상의 교량모형 DB 구축 예정 - (동적해석방법) 구조물의 동적해석방법에는 응답스펙트럼해석법 및 시간이력해석법 등이 있으나 시간이력해석을 수행하기 위해서는 대량의 가속도 시간이력 데이터가 요구되며, 해석에도 많은 시간 및 자원을 요구하므로 신속한 결과를 얻는 것이 불가능함. 이에 본 연구에서는 응답스펙트럼해석법을 적용하여 교량의 동석해석을 수행하는 방안을 연구하도록 함 ○ 최종성과물 개발환경 및 운영방안 및 활용범위 - 개발환경 : 분석프로그램 및 DB로 구성된 Standalone 또는 필요에 따라 Web방식 프로그램 개발 - 운영방안 : 각 시설물 관리자별 운영이 가능한 독립시스템 - 활용범위 : 기상청 통보 기준인 규모 2.0이상의 지진에 대응할 수 있도록 개발 |
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| 색인어 | 한글 | 지진 | 교량 | 응답스펙트럼 | 해석모델 | 피해예측 |
| 영문 | earthquake | bridge structure | response spectrum | analysis | damage prediction | |
| 최종보고서 | 02 최종보고서_v4.pdf | |||||