KR101903879B1 - 구조물 지진 안전성 평가 장치 및 구조물 지진 안전성 평가 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 구조물 지진 안전성 평가 장치 및 구조물 지진 안전성 평가 방법에 관한 것이다. 본 발명에 따른 구조물 지진 안전성 평가 장치는, 지진의 발생에 따른, 구조물이 구축된 위치에서의 지반응답스펙트럼을 추정하는 추정부, 상기 지반응답스펙트럼을 이용하여, 상기 지진의 영향에 관한 구조물 해석을 수행하는 해석부, 및 상기 구조물 해석의 결과에 상응하여, 상기 구조물에 관한 지진 안전성을 평가하는 평가부를 포함할 수 있다.
Description
본 발명은 구조물 지진 안전성 평가 장치 및 구조물 지진 안전성 평가 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 공용중인 교량과 터널, 댐, 도로시설물 등의 사회인프라시설물에 지진이 발생하게 되면, 관리주체 별로 해당 구조물의 안전성을 확인하고 계속적 사용 유무를 판단하는 유지관리 활동을 수행한다. 이러한 유지관리 활동은 시설물의 경우 정밀점검, 정밀안전진단 등의 형식으로 수행되게 되는데, 이는 사회인프라시설물 규모의 특성상 유지관리 활동에 막대한 예산, 시간 및 인력을 요구한다.
그러므로, 중요 시설물의 관리자가 구조물의 중요도, 안전등급, 진앙의 위치 등을 고려하여 유지관리 활동 실시 유무 및 우선순위를 결정하여 선별적 유지관리 활동을 수행하여 효율적인 관리를 수행할 수 있다면, 예산, 시간 및 인력을 절약함은 물론이고, 지진이 발생시 신속하게 대처할 수 있다. 그러나 다양한 시설물이 설치되어 있는 대도시 또는 공업단지 지역 인근에서 지진이 발생하여 그 영향이 미치는 범위가 큰 경우에는 관리자가 이러한 의사결정을 신속하게 내리기 어려울 수 있다.
종래 기술에서, 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 다양한 지진 모니터링 방법 및 분석법, 지진응답 추정에 관한 방법, 지진 안전성 평가시스템 등이 제안되었으나, 종래의 기술에 따르면 구조물의 안전성 평가는 설치되어 있는 센서를 기반으로 개별 구조물 별 상세한 계측 수행이 요구되고, 이에 따라 안전성 평가를 수행할 수 있는 구조물은 법령에 의해 가속도 계측기 등 센서가 부착된 특정 구조물로 적용대상이 한정되는 단점이 있다. 그러므로, 종래 기술을 통해서는 전체 구조물에 대해 실시하기 위해서 큰 비용이 요구된다.
또한, 넓은 범위의 다양한 구조물의 지진시 위험도를 평가하기 위하여 종래의 타 기술에서는 대표적 시설물에 대한 지진 취약도를 구하고 이를 발생하는 지진에 대하여 확률론적 분석법을 이용하여 안전성을 평가하는 방법이 제안되어 있으나, 이러한 방법은 통계처리기법을 활용하여 손상률을 결정하므로 지진 발생시 지원활동을 지원하기 위한 초기 대응전략을 수립하는 측면에서 빠른 전략수립이 가능하나 개별 시설물 피해산정이 불가능한 단점이 있다.
따라서, 지진 발생 후 개별 시설물에 발생할 수 있는 피해를 저비용으로 정확하게 추정하고, 이를 바탕으로 각 구조물들의 점검활동 필요 또는 시급여부를 확인하여 관리자의 유지관리 활동 실시에 대한 의사결정을 지원해주는 기술의 개발이 필요한 실정이다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 광범위하게 발생하는 지진피해에 대응하기 위하여 개별 구조물에 대한 내진 안전성을 신속하고 정확하게 분석하여 통지함으로써, 관리자가 지진에 따른 개별 구조물 유지관리 활동을 합리적이고 경제적으로 수행하도록 할 수 있는 것을 목적으로 한다.
상기의 목적을 이루기 위한 구조물 지진 안전성 평가 장치는, 지진의 발생에 따른, 구조물이 구축된 위치에서의 지반응답스펙트럼을 추정하는 추정부, 상기 지반응답스펙트럼을 이용하여, 상기 지진의 영향에 관한 구조물 해석을 수행하는 해석부, 및 상기 구조물 해석의 결과에 상응하여, 상기 구조물에 관한 지진 안전성을 평가하는 평가부를 포함할 수 있다.
또한, 상기 목적을 달성하기 위한 기술적 방법으로서, 구조물 지진 안전성 평가 방법은, 지진의 발생에 따른, 구조물이 구축된 위치에서의 지반응답스펙트럼을 추정하는 단계, 상기 지반응답스펙트럼을 이용하여, 상기 지진의 영향에 관한 구조물 해석을 수행하는 단계, 및 상기 구조물 해석의 결과에 상응하여, 상기 구조물에 관한 지진 안전성을 평가하는 단계를 포함하여 구성할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따르면, 구조물 지진 안전성 평가 방법은 넓은 지역에 분포하고 있는 다양한 구조물에 대한 내진 안전성을 신속하고 정확하게 분석하여 통지함으로써, 관리자가 지진에 따른 구조물 유지관리 활동을 합리적이고 경제적으로 수행하도록 할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 구조물 지진 안전성 평가 시스템을 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 구조물 지진 안전성 평가 장치를 나타내는 블록도이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 지반응답스펙트럼을 추정하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 구조물 해석 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 구조물 지진 안전성 평가 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 구조물 지진 안전성 평가 장치의 구현 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 구조물 지진 안전성 평가 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 구조물 지진 안전성 평가 방법을 구체적으로 도시한 작업 흐름도이다.
도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 구조물 지진 안전성 평가 방법을 이용한 평가 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 구조물 지진 안전성 평가 장치를 나타내는 블록도이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 지반응답스펙트럼을 추정하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 구조물 해석 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 구조물 지진 안전성 평가 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 구조물 지진 안전성 평가 장치의 구현 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 구조물 지진 안전성 평가 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 구조물 지진 안전성 평가 방법을 구체적으로 도시한 작업 흐름도이다.
도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 구조물 지진 안전성 평가 방법을 이용한 평가 과정을 설명하기 위한 도면이다.
이하에서, 본 발명에 따른 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 그러나, 본 발명이 실시예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 각 도면에 제시된 동일한 참조 부호는 동일한 부재를 나타낸다.
본 명세서에서 설명되는 구조물 지진 안전성 평가 장치 및 구조물 지진 안전성 평가 방법은 지진발생 후 구조물의 안전성을 신속하고 정확히 평가하여, 구조물 관리자의 유지관리 활동 여부를 판단할 수 있도록 할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 구조물 지진 안전성 평가 시스템을 도시한 도면이다.
구조물 지진 안전성 평가 시스템(100)은 구조물 지진 안전성 평가 장치(110), 기상청(120) 및 유지관리기관(130)을 포함할 수 있다.
구조물 지진 안전성 평가 장치(110)는 기상청(120) 또는 이와 유사한 기관으로서 지진 가속도 데이터를 공유하는 기관으로부터 지진발생정보를 수신할 수 있다. 지진발생정보는 지진의 크기, 구조물과 관측소(관측 지점)와의 이격 거리, 발생시점, 진앙 위치. 규모 및 진앙, 각 관측소에서 추정한 응답스펙트럼 등을 포함할 수 있다.
구조물 지진 안전성 평가 장치(110)는 수신한 지진발생정보를 이용하여 지진 영향 반경을 설정하고, 지진영향 반경 내 위치하는 구조물의 안전성을 평가할 수 있다. 구조물 지진 안전성 평가 장치(110)는 구조물의 안전성 평가를 위하여, 지반응답스펙트럼을 이용할 수 있고, 지반응답스펙트럼을 추정하는 과정은 하기 도 2를 참고하여 설명하고자 한다.
구조물 지진 안전성 평가 장치(110)는 지진영향 반경 내 위치하는 구조물 중 안전성 평가에서 '위험'으로 평가되는 구조물을 관리하는 유지관리기관(130)에 위험을 통보할 수 있다.
구조물 지진 안전성 평가 장치(110)에 대한 보다 상세한 설명을 위하여 다음의 도 2를 참고하여 설명하고자 한다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 구조물 지진 안전성 평가 장치를 나타내는 블록도이다.
본 발명의 구조물 지진 안전성 평가 장치(200)는 추정부(210), 해석부(220) 및 평가부(230)를 포함할 수 있다. 또한, 실시예에 따라, 구조물 지진 안전성 평가 장치(200)는 데이터베이스부(240) 및 수신부(250)를 추가하여 구성할 수 있다.
추정부(210)는 지진의 발생에 따른, 구조물이 구축된 위치에서의 지반응답스펙트럼을 추정한다. 즉, 추정부(210)는 안전성을 평가하기 위한 임의의 구조물에 대해 지반응답스펙트럼을 추정할 수 있다. 예를 들어, 추정부(210)는 관측소의 위치 별로 구조물이 위치하는 지반에 대한 응답스펙트럼을 이용하여 지반응답스펙트럼을 추정할 수 있다.
또한, 추정부(210)는 상기 구조물을 적어도 사이로 둔 복수의 관측 지점 또는 구조물 인근의 복수의 관측지점으로부터, 상기 지진에 의한 응답스펙트럼을 측정하고, 측정된 상기 응답스펙트럼의 크기와, 상기 관측 지점과 상기 구조물 사이의 거리를 이용하여, 상기 위치에서의 상기 지반응답스펙트럼을 추정할 수 있다. 예를 들면, 추정부(210)는 관측 지점 A와 관측 지점 B 사이에 위치하는 구조물의 위치에서, 관측 지점 A와 관측 지점 B로부터 각각 응답스펙트럼을 측정하고, 구조물로부터의 관측 지점 A와 관측 지점 B 각각의 거리를 이용하여 지반응답스펙트럼을 수치로서 추정할 수 있다.
또한, 추정부(210)는 상기 위치로부터 지진영향 반경 내에서 측정된 지진가속도 시간이력 데이터를 수집하고, 상기 가속도 시간이력 데이터를 주파수 영역으로 변환하여, 상기 관측 지점에서의 상기 응답스펙트럼을 측정할 수 있다. 즉, 추정부(210)는 관측 지점에서 지진가속도 시간이력 데이터를 각각 수집하여, 이를 가속도 물리량을 환산하여 가속도 응답스펙트럼을 측정할 수 있다.
또한, 추정부(210)는 상기 지진의 발생시 수신되는 지진발생정보를 이용하여 지진영향 반경을 설정할 수 있다. 즉, 추정부(210)는 지진발생정보에 포함되는 지진 관련 정보를 이용하여 지진영향 반경을 설정할 수 있다. 여기서, 지진발생정보는, 지진의 크기, 구조물과 관측소(관측 지점)와의 이격 거리, 발생시점, 진앙 위치. 규모 및 진앙, 각 관측소에서 추정한 응답스펙트럼 등을 포함할 수 있다. 예를 들면, 추정부(210)는 지진발생정보에 따라, 지진이 발생한 진원지로부터 반경 30km이내를 지진영향 반경으로 설정할 수 있다.
또한, 추정부(210)는 상기 지진발생정보에 포함된 규모 및 진앙을 고려하여 상기 지진영향 반경을 설정할 수 있다. 즉, 추정부(210)는 지진이 발생하면 지진발생정보를 통해 획득된 지진의 규모 및 진앙의 중요도를 고려하여 지진영향 반경을 설정할 수 있다. 실시예에 따라, 지진영향 반경은 관리기관별 또는 구조물 중요도 등에 따라 당업자(기술자)에 의해 직접 설정될 수도 있다.
또한, 추정부(210)는 상기 지진발생정보를 이용하여, 발생된 상기 지진의 규모를 감지할 수 있다. 즉, 추정부(210)는 지진발생정보에 포함된 지진의 규모를 감지하여, 지진 발생이 어느 정도 규모로 발생하였는지 확인할 수 있다. 규모는 기준치에 따른 위험/무위험을 평가하는데 사용될 수 있으며, 이는 후술하는 평가부(230) 설명에서 상세하게 설명하고자 한다.
지반응답스펙트럼을 추정하는 과정에 대한 보다 상세한 설명을 위하여 하기 도 3을 참고하여 설명하고자 한다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 지반응답스펙트럼을 추정하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
추정부(210)는 구조물로부터 거리(d1)만큼 이격된 위치에 있는 관측소 A에서의 응답스펙트럼(a)과 거리(d2)만큼 이격된 위치에 있는 관측소 B에서의 응답스펙트럼(b)을 측정할 수 있다. 즉, 추정부(210)는 관측소 A와 관측소 B 각각의 위치 별 가속도 응답스펙트럼 데이터를 통해 각각의 응답스펙트럼(a, b)을 측정할 수 있다. 이때, 추정부(210)는 기상청 데이터베이스에서 지진영향 반경 내의 관측소 A 및 B에 대한 지진 가속도(count) 시간이력 데이터를 수집할 수 있다. 추정부(210)는 카운트(count) 값들을 관측 기기의 특성을 고려하여 가속도 물리량으로 환산할 수 있다. 추정부(210)는 가속도 시간이력들을 주파수 영역으로 변환하여 가속도 응답스펙트럼들을 획득할 수 있다. 추정부(210)는 관측소 A 및 B의 위치 별 가속도 응답스펙트럼 데이터로부터 각 구조물 위치의 지반응답스펙트럼을 측정할 수 있다. 즉, 추정부(210)는 거리(d1, d2)와 각 관측 지점에서의 응답스펙트럼 크기(a, b)를 이용하여 수학식 1과 같이, 구조물에서의 지반응답스펙트럼(c)을 추정할 수 있다. 본 예제에서의 추정은 일실시예로서 선형식을 이용하지만 지반의 영향을 고려하여 비선형식이 유도될 수도 있다.
다시 도 2를 설명하면, 해석부(220)는 상기 지반응답스펙트럼을 이용하여, 상기 지진의 영향에 관한 구조물 해석을 수행한다. 즉, 해석부(220)는 지반응답스펙트럼이 추정된 위치에서의 구조물에 관하여 구조 해석을 수행할 수 있다. 예를 들어, 해석부(220)는 구조물에 지반응답스펙트럼이 적용되었을 때, 구조물의 형상, 재료, 왜곡 등 지진으로 인해 영향을 받는 요소들에 대하여 분석할 수 있다.
또한, 해석부(220)는 상기 지진영향 반경 내 위치하는 구조물을 대상으로, 상기 구조물 해석을 수행할 수 있다. 즉, 추정부(210)에 의해 설정된 지진영향 반경 내에 위치하는 구조물에 대하여, 해석부(220)는 구조 해석을 수행할 수 있다. 예를 들면, 해석부(220)는 지반응답스펙트럼을 구조물에 매칭함으로써 구조물 해석을 수행할 수 있다.
또한, 해석부(220)는 상기 구조물에 해당하는 구조물 표준 모델을 상기 데이터베이스로부터 추출하고, 추출된 상기 구조물 표준 모델에 상기 지반응답스펙트럼을 반영한 후의 왜곡 정도와, 선정된 내진기준과의 비교를 통해, 상기 구조물 해석을 수행할 수 있다. 즉, 해석부(220)는 데이터베이스에서 지진영향 반경 내에 있는 구조물에 대한 구조물 표준 모델을 추출할 수 있다. 이때, 해석부(220)는 추정한 지반응답스펙트럼을 추출한 구조물 표준 모델에 매칭하여 구조물을 해석을 수행할 수 있다. 구조물 해석에 대한 보다 상세한 설명은 하기 도 4를 참고하여 보다 상세하게 설명하고자 한다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 구조물 해석 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 추정부(210)는 지진영향 반경 내 임의의 구조물에 대한 지반응답스펙트럼을 추정할 수 있다(410). 해석부(220)는 구조물 해석모델 데이터베이스에서 지진영향반경 내의 구조물에 대한 구조물 표준 모델을 추출하고, 구조물 표준 모델에 지반응답스펙트럼을 반영할 수 있다(420). 또한, 해석부(220)는 단계(420)에서의 결과로서, 왜곡 정도 및 왜곡 정도가 내진기준 이상인지 여부를 확인함으로써, 구조물 해석을 수행할 수 있다(430).
다시 도 2를 설명하면, 평가부(230)는 상기 구조물 해석의 결과에 상응하여, 상기 구조물에 관한 지진 안전성을 평가한다. 즉, 평가부(230)는 구조물 해석에 따른 결과가 내진기준 이상인지 여부에 따라 구조물에 관한 지진 안전성을 평가할 수 있다. 예를 들어, 평가부(230)는 구조물 해석 결과로서 왜곡 정도가 내진기준 보다 높은 경우 안전성이 낮다고 평가할 수 있다.
또한, 평가부(230)는 상기 구조물 해석의 결과로서, 상기 왜곡 정도가 상기 내진기준 보다 크면, 상기 구조물에 대한 지진 안전율을 '위험'으로 평가하고, 상기 '위험' 평가에 따라, 상기 구조물과 연관된 관리자 단말로 통보할 수 있다. 즉, 평가부(230)는 왜곡 정도가 '위험'으로 평가할 때, 구조물을 관리하는 관리자 단말로 통보할 수 있다. 여기서, 관리자 단말은 관리자가 소속된 관리소에 위치하는 컴퓨터, 경보시스템 또는 관리자가 소유하는 개인 단말일 수 있다. 예를 들어, 평가부(230)는 A 지역에 위치하는 B 다리에 대한 왜곡 정도가 내진기준 보다 큰 경우, B 다리에 대해 '위험'이라고 평가하고, B 다리를 관리하는 C 안전 관리소의 경보시스템, 관리자 단말 등으로 통보할 수 있다.
또한, 평가부(230)는 상기 규모가 기준치 이하인 경우, 상기 구조물에 대한 지진 안전율을 '무위험'으로 평가하고, 상기 '무위험' 평가에 따라, 기록 테이블에 상기 지진의 발생을 기록할 수 있다. 즉, 평가부(230)는 지진의 규모가 기준치 이하이면 구조물 해석 없이 '무위험'으로 평가할 수 있고, 상기 구조물과 연관된 관리자 단말로의 통보 없이 기록 테이블에 기록할 수 있다.
데이터베이스부(240)는 구조물 표준 모델을 유지하는 구조물 해석모델 데이터베이스를 구축할 수 있다. 즉, 데이터베이스부(240)는 구조물 해석모델 데이터베이스로서, 유한요소해석 모델로 보요소(beam element)를 사용할 수 있으며, 위치, 형상, 재료, 경계조건, 성능판별조건을 데이터로 구성되도록 구축할 수 있다. 데이터베이스부(240)는 각 구조물의 설계도서 및 유지관리 활동을 통하여 구조물 해석모델 데이터베이스를 구축할 수 있다.
수신부(250)는 상기 지진의 발생에 연동하여, 종합기상정보시스템으로부터 상기 지진발생정보를 수신할 수 있다. 즉, 수신부(250)는 구조물의 해석에 이용될 지반가속도 입력을 정의하기 위하여 지진영향 반경 내 관측소 별 가속도 데이터를 종합기상정보시스템으로부터 수신할 수 있다. 여기서, 종합기상정보시스템은 국가지진종합정보시스템(NECIS)일 수 있다.
이러한, 구조물 지진 안전성 평가 장치(200)는 넓은 지역에 분포하고 있는 다양한 구조물에 대한 내진 안전성을 신속하고 정확하게 분석하여 통지함으로써, 관리자가 지진에 따른 구조물 유지관리 활동을 합리적이고 경제적으로 수행하도록 할 수 있다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 구조물 지진 안전성 평가 과정을 설명하기 위한 도면이다.
구조물 지진 안전성 평가 시스템(500)은 기상청 지진파 계측(510), 구조물 지진 안전성 평가(520), 유지관리기관 통보(530)의 과정으로 구조물 지진 안전성 평가를 할 수 있다.
먼저, 구조물 지진 안전성 평가 시스템(500)은 기상청에서 종합기상정보시스템(COMIS)을 통하여 실시간으로 송출하는 지진발생정보를 수신할 수 있다(510).
다음으로, 구조물 지진 안전성 평가 시스템(500)은 지진이 발생한 일정 지역 내 구조물에 관한 지진 안전성 평가를 수행할 수 있다(520). 즉, 구조물 지진 안전성 평가 시스템(500)은 구조물이 위치하는 곳에서의 위치별 지반응답스펙트럼을 추정할 수 있다(521). 구조물 지진 안전성 평가 시스템(500)은 둘 이상의 관측소에서 계측된 지진기록을 분석함으로써, 지반응답스펙트럼을 추정할 수 있다. 도 5는 진앙, 구조물 및 2개의 관측소가 존재하는 경우에서의 실시예를 도시한다. 본 실시예에서, 구조물 지진 안전성 평가 시스템(500)은 관측된 2개의 가속도 응답스펙트럼을 선형보간하여 구조물 위치에서 지반응답스펙트럼을 추정할 수 있다. 이러한 실시예는, 해석방법 및 응답스펙트럼 작성방법이 선형해석을 가정하고 있기 때문에 충분한 타당성이 있을 수 있다. 구조물 지진 안전성 평가 시스템(500)은 추정된 응답스펙트럼을, 구조물 해석시 지반 운동으로 정의되는 지반 가속도 응답스펙트럼으로 간주할 수 있다.
또한, 구조물 지진 안전성 평가 시스템(500)은 개략적으로 간략하게 구조물 해석을 수행할 수 있다(522). 구조물 지진 안전성 평가 시스템(500)은 지진 규모에 따라 구조물 해석을 생략할 수 있다. 또한, 구조물 지진 안전성 평가 시스템(500)은 지반응답스펙트럼을 이용하여 구조물의 예상 피해 정도를 판별할 수 있다(523). 즉, 구조물 지진 안전성 평가 시스템(500)은 지반응답스펙트럼을 구조물 모델에 반영하여 구조물의 피해 정도, 왜곡 정도 등을 파악하여 예상 피해 정도를 예측할 수 있다. 또한, 구조물 지진 안전성 평가 시스템(500)은 예상 피해 정도에 따른 점검대상의 구조물 및 구조물의 부위를 결정할 수 있다(524).
다음으로, 구조물 지진 안전성 평가 시스템(500)은 유지관리기관에 상기 단계에서의 결과를 통보할 수 있다(530). 예를 들면, 구조물 지진 안전성 평가 시스템(500)은 중앙재난안전대책본부, 지진재난상황실, 구조물의 관리기관 등에 구조물 위험 및 구조물의 점검대상 부위 등을 통보할 수 있다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 구조물 지진 안전성 평가 장치의 구현 과정을 설명하기 위한 도면이다.
구조물 지진 안전성 평가 장치(600)는 지진 발생 후 교량, 터널과 같은 구조물의 안전성을 신속, 정확히 평가하여 유지관리 활동의 의사결정을 지원할 수 있다. 구조물 지진 안전성 평가 장치(600)는 구조물 해석모델 데이터베이스를 구축하고, 다수의 지진 관측소 가속도 계측 기록을 이용하여 분석하고자 하는 교량 위치의 가속도 지반응답스펙트럼을 추정한 후 이를 활용하여 구조물 해석을 수행하여 지진 안전성을 평가할 수 있다.
구조물 지진 안전성 평가 장치(600)는 구조물 해석모델 데이터베이스(620), 광대역 지진기록 획득 모듈(630), 구조물 지진 안전성 평가 모듈(640), 구조물 위험 통보 모듈(650)을 포함할 수 있다.
구조물 지진 안전성 평가 장치(600)는 지진이 발생함에 따라 기상청 데이터를 수신할 수 있다(610).
구조물 해석모델 데이터베이스(620)는 유한요소해석 모델로 보요소(beam element)를 사용하여 구조물 해석모델 데이터베이스(620)를 구축할 수 있으며, 구조물 해석모델 데이터베이스(620)는 위치, 형상, 재료, 경계조건, 성능판별조건의 해석을 위한 필수입력 요건만으로 구성된 구조물 데이터베이스일 수 있다.
광대역 지진기록 획득 모듈(630)은 기상청으로부터 지진의 발생유무, 진앙, 규모 등을 확인하여 지진기록의 분석 유무를 판단할 수 있다. 또한, 구조물 지진 안전성 평가 장치(600)는 지진의 규모 및 진앙의 중요도를 고려하여 지진영향반경을 설정할 수 있다. 구조물 지진 안전성 평가 장치(600)는 기상청DB에서 지진영향반경 내의 관측소 지진 가속도(count) 시간이력 데이터를 획득하고, 상기 카운트(count) 값들을 관측기기의 특성을 고려하여 가속도 물리량으로 환산할 수 있다. 구조물 지진 안전성 평가 장치(600)는 가속도 시간이력들을 주파수 영역으로 변환하여 가속도 응답스펙트럼들을 획득하고, 상기 관측소의 위치 별 가속도 응답스펙트럼 데이터로부터 각 구조물 위치의 지반응답스펙트럼을 획득할 수 있다.
구조물 지진 안전성 평가 모듈(640)은 구조물 해석모델 데이터베이스(620)에서 지진영향반경 내의 구조물을 선별하고, 선별된 구조물과 각 구조물 위치의 지반응답스펙트럼을 매칭할 수 있다. 또한, 구조물 지진 안전성 평가 모듈(640)은 해당 구조물을 상기 지반응답스펙트럼을 입력으로 하여 구조해석할 수 있다. 구조물 지진 안전성 평가 모듈(640)은 해석된 구조물 응답과 성능판별조건을 비교하여 지진 안전율을 판단할 수 있다. 구조물 지진 안전성 평가 장치(600)는 상기 구성들을 통해, 응답스펙트럼 해석법을 적용함으로써 신속한 구조해석이 가능할 수 있다.
구조물 위험 통보 모듈(650)은 구조물의 안전율이 소정의 값보다 작은 경우 구조물의 위험성을 통보할 수 있다. 구조물 위험 통보 모듈(650)은 종래에 발명된 기술을 이용하여, 관리자 단말로 위험성을 통보할 수 있다. 예를 들어, 구조물 위험 통보 모듈(650)은 관리자의 휴대용 단말에 위험성을 알리는 메시지와 신호음을 송신할 수 있다.
정리하면, 구조물 지진 안전성 평가 장치(600)는 해석모델 데이터베이스(620)과 구조물의 데이터에 광대역 지진기록 획득 모듈(630)에서 산정한 지반응답스펙트럼을 입력지진으로 하여 구조물 지진 안전성 평가 모듈(640)을 통해 해석을 수행하고, 소정의 설정된 성능판별조건과 비교하여 안전성을 판단하고 구조물 위험 통보 모듈(650)을 통하여 관리자에게 통보할 수 있다.
그러면, 구조물 지진 안전성 평가 장치(600)는 위험성을 통보 받은 관리자가 유지관리 활동을 개시하도록 할 수 있다(660).
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 구조물 지진 안전성 평가 과정을 설명하기 위한 도면이다.
우선 본 실시예에 따른 구조물 지진 안전성 평가 과정은 상술한 구조물 지진 안전성 평가 장치(600)에 의해 수행될 수 있다. 도 7에 본 발명의 실시 방안에 대한 절차를 도시한다.
기상청에서는 종합기상정보시스템(COMIS)을 통하여 실시간으로 지진발생정보를 송출하고 있으며, 구조물 지진 안전성 평가 장치(600)는 상기 송출되는 정보를 확인할 수 있다(710).
구조물 지진 안전성 평가 장치(600)는 COMIS로부터 수신한 지진에 대해서 소정에 설정된 기준 이상의 규모 인지 판단할 수 있다(720). 구조물 지진 안전성 평가 장치(600)는 판단 결과에 따라 기준 이하의 규모를 가진 지진에 대해서는 기록 및 분석을 종료할 수 있다(770).
기준 이상의 규모를 가진 지진의 경우, 구조물 지진 안전성 평가 장치(600)는 규모와 진앙을 파악하여 소정의 지진영향반경 설정할 수 있다(730). 이러한 기준 지진 및 지진영향반경에 대한 정의는 관리기관별 또는 구조물 중요도 등에 따라 기술자가 판단할 수 있다.
다음으로, 구조물의 해석에 적용될 지반가속도 입력을 정의하기 위하여, 구조물 지진 안전성 평가 장치(600)는 지진영향반영 내 관측소 별 가속도 데이터를 국가지진종합정보시스템(NECIS)으로부터 수집할 수 있다(740). NECIS에서는 각 관측소별 24시간 실시간 데이터를 저장, 송출하고 있으나 측정된 가속도의 COUNT 값을 제공하고 있기 때문에, 구조물 지진 안전성 평가 장치(600)는 이를 공학적으로 활용이 가능한 가속도 시간이력으로 변환할 수 있다(750).
구조물 지진 안전성 평가 장치(600)는 해석시간의 단축을 위하여 응답스펙트럼 해석법을 적용하므로, 상기 가속도 시간이력을 다시 주파수 영역으로 변환하여 응답스펙트럼을 획득할 수 있다(760). 획득된 응답스펙트럼은 지진영향반경 내 관측소 위치에서의 지반응답스펙트럼으로 정확한 구조물의 해석을 위해서는 실제 구조물이 위치한 곳의 지반응답스펙트럼을 산정하여야 한다. 따라서, 구조물 지진 안전성 평가 장치(600)는 둘 이상의 관측소에서 계측된 지진기록을 분석함으로써 지반응답스펙트럼을 산정할 수 있다.
구조물 지진 안전성 평가 장치(600)는 가속도 응답스펙트럼을 이용하여 구조물을 해석하는 분석 및 기록을 종료할 수 있다(770).
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 구조물 지진 안전성 평가 방법을 구체적으로 도시한 작업 흐름도이다.
우선 본 실시예에 따른 구조물 지진 안전성 평가 방법은 상술한 구조물 지진 안전성 평가 장치(200)에 의해 수행될 수 있다.
먼저, 구조물 지진 안전성 평가 장치(200)는 지진의 발생에 따른, 구조물이 구축된 위치에서의 지반응답스펙트럼을 추정한다(810). 즉, 단계(810)는 안전성을 평가하기 위한 임의의 구조물에 대해 지반응답스펙트럼을 추정하는 과정일 수 있다. 예를 들어, 구조물 지진 안전성 평가 장치(200)는 관측소의 위치 별로 구조물이 위치하는 지반에 대한 응답스펙트럼을 이용하여 지반응답스펙트럼을 추정할 수 있다.
또한, 단계(810)는 상기 구조물을 적어도 사이로 둔 복수의 관측 지점 또는 구조물 인근의 복수의 관측지점으로부터, 상기 지진에 의한 응답스펙트럼을 측정하고, 측정된 상기 응답스펙트럼의 크기와, 상기 관측 지점과 상기 구조물 사이의 거리를 이용하여, 상기 위치에서의 상기 지반응답스펙트럼을 추정하는 과정일 수 있다. 예를 들면, 구조물 지진 안전성 평가 장치(200)는 관측 지점 A와 관측 지점 B 사이에 위치하는 구조물의 위치에서, 관측 지점 A와 관측 지점 B로부터 각각 응답스펙트럼을 측정하고, 구조물로부터의 관측 지점 A와 관측 지점 B 각각의 거리를 이용하여 지반응답스펙트럼을 수치로서 추정할 수 있다.
이때, 상기 지진에 의한 응답스펙트럼을 측정하는 단계는, 상기 위치로부터 지진영향 반경 내에서 측정된 지진가속도 시간이력 데이터를 수집하고, 상기 가속도 시간이력 데이터를 주파수 영역으로 변환하여, 상기 관측 지점에서의 상기 응답스펙트럼을 측정하는 과정을 포함할 수 있다. 즉, 구조물 지진 안전성 평가 장치(200)는 관측 지점에서 지진가속도 시간이력 데이터를 각각 수집하여, 이를 가속도 물리량을 환산하여 가속도 응답스펙트럼을 측정할 수 있다.
다음으로, 구조물 지진 안전성 평가 장치(200)는 상기 지반응답스펙트럼을 이용하여, 상기 지진의 영향에 관한 구조물 해석을 수행한다(820). 즉, 단계(820)는 지반응답스펙트럼이 추정된 위치에서의 구조물에 관하여 구조 해석을 수행하는 과정일 수 있다. 예를 들어, 구조물 지진 안전성 평가 장치(200)는 구조물에 지반응답스펙트럼이 적용되었을 때, 구조물의 형상, 재료, 왜곡 등 지진으로 인해 영향을 받는 요소들에 대하여 분석할 수 있다.
다음으로, 구조물 지진 안전성 평가 장치(200)는 상기 구조물 해석의 결과에 상응하여, 상기 구조물에 관한 지진 안전성을 평가한다(830). 즉, 단계(830)는 구조물 해석에 따른 결과가 내진기준 이상인지 여부에 따라 구조물에 관한 지진 안전성을 평가하는 과정일 수 있다. 예를 들어, 구조물 지진 안전성 평가 장치(200)는 구조물 해석 결과로서 왜곡 정도가 내진기준 보다 높은 경우 안전성이 낮다고 평가할 수 있다.
실시예에 따라, 구조물 지진 안전성 평가 장치(200)는 구조물 표준 모델을 유지하는 구조물 해석모델 데이터베이스를 구축할 수 있다. 즉, 구조물 지진 안전성 평가 장치(200)는 구조물 해석모델 데이터베이스로서, 유한요소해석 모델로 보요소(beam element)를 사용할 수 있으며, 위치, 형상, 재료, 경계조건, 성능판별조건을 데이터로 구성되도록 구축할 수 있다. 구조물 지진 안전성 평가 장치(200)는 각 구조물의 설계도서 및 유지관리 활동을 통하여 구조물 해석모델 데이터베이스를 구축할 수 있다.
이때, 단계(820)는 상기 구조물에 해당하는 구조물 표준 모델을 상기 데이터베이스로부터 추출하고, 추출된 상기 구조물 표준 모델에 상기 지반응답스펙트럼을 반영한 후의 왜곡 정도와, 선정된 내진기준과의 비교를 통해, 상기 구조물 해석을 수행하는 과정일 수 있다. 즉, 구조물 지진 안전성 평가 장치(200)는 데이터베이스에서 지진영향 반경 내에 있는 구조물에 대한 구조물 표준 모델을 추출할 수 있다. 이때, 구조물 지진 안전성 평가 장치(200)는 추정한 지반응답스펙트럼을 추출한 구조물 표준 모델에 매칭하여 구조물을 해석을 수행할 수 있다.
또한, 단계(830)는 상기 구조물 해석의 결과로서, 상기 왜곡 정도가 상기 내진기준 보다 크면, 상기 구조물에 대한 지진 안전율을 '위험'으로 평가하고, 상기 '위험' 평가에 따라, 상기 구조물과 연관된 관리자 단말로 통보하는 과정일 수 있다. 즉, 구조물 지진 안전성 평가 장치(200)는 왜곡 정도가 '위험'으로 평가할 때, 구조물을 관리하는 관리자 단말로 통보할 수 있다. 여기서, 관리자 단말은 관리자가 소속된 관리소에 위치하는 컴퓨터, 경보시스템 또는 관리자가 소유하는 개인 단말일 수 있다. 예를 들어, 구조물 지진 안전성 평가 장치(200)는 A 지역에 위치하는 B 다리에 대한 왜곡 정도가 내진기준 보다 큰 경우, B 다리에 대해 '위험'이라고 평가하고, B 다리를 관리하는 C 안전 관리소의 경보시스템, 관리자 단말 등으로 통보할 수 있다.
실시예에 따라, 구조물 지진 안전성 평가 장치(200)는 상기 지진의 발생시 수신되는 지진발생정보를 이용하여 지진영향 반경을 설정할 수 있다. 즉, 구조물 지진 안전성 평가 장치(200)는 지진발생정보에 포함되는 지진 관련 정보를 이용하여 지진영향 반경을 설정할 수 있다. 여기서, 지진발생정보는, 지진의 크기, 구조물과 관측소(관측 지점)와의 이격 거리, 발생시점, 진앙 위치. 규모 및 진앙, 각 관측소에서 추정한 응답스펙트럼 등을 포함할 수 있다. 예를 들면, 구조물 지진 안전성 평가 장치(200)는 지진발생정보에 따라, 지진이 발생한 진원지로부터 반경 30km이내를 지진영향 반경으로 설정할 수 있다.
이때, 단계(820)는 상기 지진영향 반경 내 위치하는 구조물을 대상으로, 상기 구조물 해석을 수행하는 과정일 수 있다. 즉, 설정된 지진영향 반경 내에 위치하는 구조물에 대하여, 구조물 지진 안전성 평가 장치(200)는 구조 해석을 수행할 수 있다. 예를 들면, 구조물 지진 안전성 평가 장치(200)는 지반응답스펙트럼을 구조물에 매칭함으로써 구조물 해석을 수행할 수 있다.
실시예에 따라, 구조물 지진 안전성 평가 장치(200)는 상기 지진의 발생에 연동하여, 종합기상정보시스템으로부터 상기 지진발생정보를 수신할 수 있다. 즉, 구조물 지진 안전성 평가 장치(200)는 구조물의 해석에 이용될 지반가속도 입력을 정의하기 위하여 지진영향 반경 내 관측소 별 가속도 데이터를 종합기상정보시스템으로부터 수신할 수 있다. 여기서, 종합기상정보시스템은 국가지진종합정보시스템(NECIS)일 수 있다.
이때, 상기 지진영향 반경을 설정하는 단계는, 상기 지진발생정보에 포함된 규모 및 진앙을 고려하여 지진영향반경을 설정하는 과정을 포함할 수 있다. 즉, 구조물 지진 안전성 평가 장치(200)는 지진이 발생하면 지진발생정보를 통해 획득된 지진의 규모 및 진앙의 중요도를 고려하여 지진영향 반경을 설정할 수 있다. 실시예에 따라, 지진영향 반경은 관리기관별 또는 구조물 중요도 등에 따라 당업자(기술자)에 의해 직접 설정될 수도 있다.
실시예에 따라, 구조물 지진 안전성 평가 장치(200)는 상기 지진의 발생에 연동하여, 종합기상정보시스템으로부터 지진발생정보를 수신하고, 상기 지진발생정보를 이용하여, 발생된 상기 지진의 규모를 감지할 수 있다. 즉, 구조물 지진 안전성 평가 장치(200)는 지진발생정보에 포함된 지진의 규모를 감지하여, 지진 발생이 어느 정도 규모로 발생하였는지 확인할 수 있다. 규모는 기준치에 따른 위험/무위험을 평가하는데 사용될 수 있다.
이때, 단계(830)는 상기 규모가 기준치 이하인 경우, 상기 구조물에 대한 지진 안전율을 '무위험'으로 평가하고, 상기 '무위험' 평가에 따라, 기록 테이블에 상기 지진의 발생을 기록하는 과정일 수 있다. 즉, 구조물 지진 안전성 평가 장치(200)는 지진의 규모가 기준치 이하이면 구조물 해석 없이 '무위험'으로 평가할 수 있고, 상기 구조물과 연관된 관리자 단말로의 통보 없이 기록 테이블에 기록할 수 있다.
이러한, 구조물 지진 안전성 평가 방법은 넓은 지역에 분포하고 있는 다양한 구조물에 대한 내진 안전성을 신속하고 정확하게 분석하여 통지함으로써, 관리자가 지진에 따른 구조물 유지관리 활동을 합리적이고 경제적으로 수행하도록 할 수 있다.
도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 구조물 지진 안전성 평가 장치를 이용한 지진발생에 따른 안전성 평가 시나리오 예시를 설명하기 위한 도면이다.
ⅰ) 임의의 지역에 관리규모 이상의 지진이 발생한다.
ⅱ) 관리규모 이상의 지진이 발생함에 따라, 국가지진종합정보시스템(NECIS, 기상청)은 지진이 발생했음을 감지하고, 지진과 관련된 지진발생정보를 실시간으로 생성할 수 있다. 또한, 관리기관 및 지자체는 지진가속도계를 통해 획득한 가속도 자유장 데이터를 지진가속도 측정자료 통합관리시스템(안전처)에 전송할 수 있다. 지진가속도 측정자료 통합관리시스템은 국가지진종합정보시스템으로 가속도 자유장 데이터를 전달함으로써, 지진발생정보에 상기 데이터를 포함하도록 할 수 있다.
구조물 지진 안전성 평가 장치(200)는 지진발생정보를 수신할 수 있다. 예를 들면, 구조물 지진 안전성 평가 장치(200)는 국가지진종합정보시스템로부터 지진규모 M3.0 이상임을 나타내는 지진발생정보를 수신할 수 있다.
그러면, 구조물 지진 안전성 평가 장치(200)는 지반응답스펙트럼을 작성(산정)할 수 있다(910). 예를 들면, 구조물 지진 안전성 평가 장치(200)는 수신한 지진발생정보로부터 위치정보를 추출하고, 발생지역 인근 가속도 시간이력(공학단위)을 분석하고, 응답스펙트럼으로 변환함으로써, 지진가속도 데이터를 획득할 수 있다(911). 이때, 구조물 지진 안전성 평가 장치(200)는 위치정보를 관리기관, 지자체의 시설물 DB로부터 추출할 수 있다.
그 다음, 구조물 지진 안전성 평가 장치(200)는 시설물 주위의 복수의 관측소로부터 각각의 지반에 대한 응답스펙트럼을 분석하여, 시설물 지반응답스펙트럼을 최종적으로 추정할 수 있다(912).
구조물 지진 안전성 평가 장치(200)는 지진하중조건을 입력함으로써, 지진피해를 추정할 수 있다(920). 예를 들면, 구조물 지진 안전성 평가 장치(200)는 관리기관으로부터 획득한 구조물 해석자료를 바탕으로, 구조해석모델 DB 내 교량 일반 정보(시설물 일반 정보), 구조물 형상모델, 재료모델 등을 추출할 수 있다(921). 구조물 지진 안전성 평가 장치(200)는 구조해석모델에 응답스펙트럼을 적용하여 변위, 응력 등을 검토함으로써, 응답스펙트럼을 해석(평가)할 수 있다(922).
해석 결과 위험으로 판단되면, 구조물 지진 안전성 평가 장치(200)는 전용망을 통해 관리기관에 위험을 통지할 수 있다.
그러면, 관리기관은 지진 피해 지역 내 시설물에 인력을 투입하여, 신속하게 지진에 대응할 수 있다.
ⅲ) 지진재해 대응시스템(안전처)은 국가지진종합정보시스템으로부터 지진발생정보를 수신할 수 있다.
ⅳ) 중앙재난관리대책본부는 지진재해 대응시스템으로부터 지진발생정보를 수신하여, 상황판단, 대응, 복구 등의 처리를 할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 실시예를 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 상기된 하드웨어 장치는 실시예의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.
이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.
그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 특허청구범위의 범위에 속한다.
200 : 구조물 지진 안전성 평가 장치 210 : 추정부
220 : 해석부 230 : 평가부
240 : 데이터베이스부 250 : 수신부
220 : 해석부 230 : 평가부
240 : 데이터베이스부 250 : 수신부
Claims (16)
- 임의 구조물이 구축된 위치를 중심으로 인근의 복수의 관측 지점에서 계측된 지진가속도 시간이력 데이터로부터 응답스펙트럼을 추정하고, 추정된 상기 응답스펙트럼과, 상기 복수의 관측 지점과 상기 구조물 사이의 거리를 이용하여, 상기 지진의 발생에 따른, 상기 구조물의 위치에서의 지반응답스펙트럼(c)을 추정하는 추정부;
상기 지반응답스펙트럼(c)를 이용하여, 상기 지진의 영향에 관한 구조물 해석을 수행하는 해석부; 및
상기 구조물 해석의 결과에 상응하여, 상기 구조물에 관한 지진 안전성을 평가하는 평가부
를 포함하고,
상기 추정부는,
상기 구조물로부터 거리 d1 만큼 이격된 위치에 있는 제1 관측소에서의 응답스펙트럼 a와, 거리 d2 만큼 이격된 위치에 있는 제2 관측소에서의 응답스펙트럼 b을 추정하고,
상기 제1 관측소에 관한 거리 d1 및 응답스펙트럼 a와, 상기 제2 관측소에 관한 거리 d2 및 응답스펙트럼 b를 이용한 수학식 1 ''을 통해, 상기 구조물에서의 지반응답스펙트럼(c)를 추정하는
구조물 지진 안전성 평가 장치. - 삭제
- 제1항에 있어서,
상기 추정부는,
상기 위치로부터 지진영향 반경 내에서 계측된 지진가속도 시간이력 데이터를 수집하고, 상기 지진가속도 시간이력 데이터를 주파수 영역으로 변환하여, 상기 관측 지점에서의 상기 응답스펙트럼을 추정하는
구조물 지진 안전성 평가 장치. - 제1항에 있어서,
상기 구조물 지진 안전성 평가 장치는,
구조물 표준 모델을 유지하는 구조물 해석모델 데이터베이스를 구축하는 데이터베이스부
를 더 포함하고,
상기 해석부는,
상기 구조물에 해당하는 구조물 표준 모델을 상기 데이터베이스로부터 추출하고, 추출된 상기 구조물 표준 모델에 상기 지반응답스펙트럼(c)를 반영한 후의 왜곡 정도와, 선정된 내진기준과의 비교를 통해, 상기 구조물 해석을 수행하는
구조물 지진 안전성 평가 장치. - 제4항에 있어서,
상기 평가부는,
상기 구조물 해석의 결과로서, 상기 왜곡 정도가 상기 내진기준 보다 크면, 상기 구조물에 대한 지진 안전율을 '위험'으로 평가하고, 상기 '위험' 평가에 따라, 상기 구조물과 연관된 관리자 단말로 통보하는
구조물 지진 안전성 평가 장치. - 제1항에 있어서,
상기 추정부는,
상기 지진의 발생시 수신되는 지진발생정보를 이용하여 지진영향 반경을 설정하고,
상기 해석부는,
상기 지진영향 반경 내 위치하는 구조물을 대상으로, 상기 구조물 해석을 수행하는
구조물 지진 안전성 평가 장치. - 제6항에 있어서,
상기 지진의 발생에 연동하여, 지진종합정보시스템(NECIS)으로부터 상기 지진발생정보를 수신하는 수신부
를 더 포함하고,
상기 추정부는,
상기 지진발생정보에 포함된 규모 및 진앙을 고려하여 상기 지진영향 반경을 설정하는
구조물 지진 안전성 평가 장치. - 제1항에 있어서,
상기 지진의 발생에 연동하여, 지진종합정보시스템(NECIS)으로부터 지진발생정보를 수신하는 수신부
를 더 포함하고,
상기 추정부는,
상기 지진발생정보를 이용하여, 발생된 상기 지진의 규모를 감지하고,
상기 평가부는,
상기 규모가 기준치 이하인 경우, 상기 구조물에 대한 지진 안전율을 '무위험'으로 평가하고, 상기 '무위험' 평가에 따라, 기록 테이블에 상기 지진의 발생을 기록하는
구조물 지진 안전성 평가 장치. - 구조물 지진 안전성 평가 장치에 의해 구현되는 구조물 지진 안전성 평가 방법에 있어서,
상기 구조물 지진 안전성 평가 장치에서, 임의 구조물이 구축된 위치를 중심으로 인근의 복수의 관측 지점에서 계측된 지진가속도 시간이력 데이터로부터 응답스펙트럼을 추정하고, 추정된 상기 응답스펙트럼과, 상기 복수의 관측 지점과 상기 구조물 사이의 거리를 이용하여, 상기 지진의 발생에 따른, 상기 위치에서의 지반응답스펙트럼(c)를 추정하는 단계;
상기 구조물 지진 안전성 평가 장치에서, 상기 지반응답스펙트럼(c)를 이용하여, 상기 지진의 영향에 관한 구조물 해석을 수행하는 단계; 및
상기 구조물 지진 안전성 평가 장치에서, 상기 구조물 해석의 결과에 상응하여, 상기 구조물에 관한 지진 안전성을 평가하는 단계
를 포함하고,
상기 지반응답스펙트럼(c)를 추정하는 단계는,
상기 구조물로부터 거리 d1 만큼 이격된 위치에 있는 제1 관측소에서의 응답스펙트럼 a와, 거리 d2 만큼 이격된 위치에 있는 제2 관측소에서의 응답스펙트럼 b을 추정하는 단계; 및
상기 제1 관측소에 관한 거리 d1 및 응답스펙트럼 a와, 상기 제2 관측소에 관한 거리 d2 및 응답스펙트럼 b를 이용한 수학식 1 ''을 통해, 상기 구조물에서의 지반응답스펙트럼(c)를 추정하는 단계
를 포함하는 구조물 지진 안전성 평가 방법. - 삭제
- 제9항에 있어서,
상기 지반응답스펙트럼(c)를 추정하는 단계는,
상기 위치로부터 지진영향 반경 내에서 계측된 지진가속도 시간이력 데이터를 수집하는 단계; 및
상기 지진가속도 시간이력 데이터를 주파수 영역으로 변환하여, 상기 관측 지점에서의 상기 응답스펙트럼을 추정하는 단계
를 더 포함하는 구조물 지진 안전성 평가 방법. - 제9항에 있어서,
상기 구조물 지진 안전성 평가 방법은,
상기 구조물 지진 안전성 평가 장치에서, 구조물 표준 모델을 유지하는 구조물 해석모델 데이터베이스를 구축하는 단계
를 더 포함하고,
상기 구조물 해석을 수행하는 단계는,
상기 구조물에 해당하는 구조물 표준 모델을 상기 데이터베이스로부터 추출하는 단계; 및
추출된 상기 구조물 표준 모델에 상기 지반응답스펙트럼(c)를 반영한 후의 왜곡 정도와, 선정된 내진기준과의 비교를 통해, 상기 구조물 해석을 수행하는 단계
를 포함하는 구조물 지진 안전성 평가 방법. - 제12항에 있어서,
상기 구조물에 관한 지진 안전성을 평가하는 단계는,
상기 구조물 해석의 결과로서, 상기 왜곡 정도가 상기 내진기준 보다 크면, 상기 구조물에 대한 지진 안전율을 '위험'으로 평가하는 단계; 및
상기 '위험' 평가에 따라, 상기 구조물과 연관된 관리자 단말로 통보하는 단계
를 포함하는 구조물 지진 안전성 평가 방법. - 제9항에 있어서,
상기 구조물 지진 안전성 평가 방법은,
상기 구조물 지진 안전성 평가 장치에서, 상기 지진의 발생시 수신되는 지진발생정보를 이용하여 지진영향 반경을 설정하는 단계
를 더 포함하고,
상기 구조물 해석을 수행하는 단계는,
상기 지진영향 반경 내 위치하는 구조물을 대상으로, 상기 구조물 해석을 수행하는 단계
를 포함하는 구조물 지진 안전성 평가 방법. - 제14항에 있어서,
상기 구조물 지진 안전성 평가 방법은,
상기 구조물 지진 안전성 평가 장치에서, 상기 지진의 발생에 연동하여, 지진종합정보시스템(NECIS)으로부터 상기 지진발생정보를 수신하는 단계
를 더 포함하고,
상기 지진영향 반경을 설정하는 단계는,
상기 지진발생정보에 포함된 규모 및 진앙을 고려하여 지진영향반경을 설정하는 단계
를 포함하는 구조물 지진 안전성 평가 방법. - 제9항에 있어서,
상기 구조물 지진 안전성 평가 방법은,
상기 구조물 지진 안전성 평가 장치에서, 상기 지진의 발생에 연동하여, 지진종합정보시스템(NECIS)으로부터 지진발생정보를 수신하는 단계; 및
상기 구조물 지진 안전성 평가 장치에서, 상기 지진발생정보를 이용하여, 발생된 상기 지진의 규모를 감지하는 단계
를 더 포함하고,
상기 구조물에 관한 지진 안전성을 평가하는 단계는,
상기 규모가 기준치 이하인 경우, 상기 구조물에 대한 지진 안전율을 '무위험'으로 평가하는 단계; 및
상기 '무위험' 평가에 따라, 기록 테이블에 상기 지진의 발생을 기록하는 단계
를 포함하는 구조물 지진 안전성 평가 방법.
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| KR1020170021780A KR101903879B1 (ko) | 2017-02-17 | 2017-02-17 | 구조물 지진 안전성 평가 장치 및 구조물 지진 안전성 평가 방법 |
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| KR101903879B1 true KR101903879B1 (ko) | 2018-10-02 |
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| KR1020170021780A KR101903879B1 (ko) | 2017-02-17 | 2017-02-17 | 구조물 지진 안전성 평가 장치 및 구조물 지진 안전성 평가 방법 |
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| KR20210059554A (ko) | 2019-11-15 | 2021-05-25 | 한국건설기술연구원 | 건축물 내진성능 평가를 위한 초고속 데이터생성 엔진 및 그 방법 |
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