Seismic risk assessment of bridge is presented using fragility curves which represent the probability of damage of a structure virsus the peak ground acceleration(PGA). In the seismic fragility analysis, the structural damage is defined using the rotational ductility at the base of the bridge pier, which is obtained through nonlinear dynamic analysis for various input earthquakes. For the assessment of seismic risk of bridge, peak ground accelerations are obtained for various return periods from the seismic hazard map of Korea, which enables to calculate the probability density function of PGA. Combining the probability density function of PGA and the seismic fragility analysis, seismic risk assessment is performed.
In this study, seismic fragility analysis is developed as a function of not the surface motion which the bridge actually suffers, but the rock outcrop motion which the aseismic design code is defined on, so that further analysis for the seismic hazard assessment may become available. In the seismic risk assessment, periods of fifty years and one hundred years as well as one occurrence of earthquake are considered. Besides, three regions in Korea are considered and compared in the seismic risk assessment. Lastly, the effects of the friction pot bearings and the friction pendulum bearings on the seismic fragility and risk analysis are examined.
이 논문에서는 최대 지반가속도(PGA)에 따른 손상 발생 가능성을 나타내는 지진취약도 분석을 통하여 교량의 지진위험도를 평가하였다. 지진취약도 분석에 필요한 구조물의 손상도 지수로는 교각의 회전연성도를 택하였으며, 이는 다양한 입력 지진에 대한 구조물 비선형 동적 거동 해석을 통해 구하였다. 교량의 지진위험도 평가를 위하여 최대지반가속도는 한반도의 지진재해지도로부터 다양한 평균재현주기에 대한 값으로 산정되었다. 이러한 최대지반가속도의 확률밀도함수와 지진취약도 해석을 결합하여 지진 위험도 분석을 수행하였다.
지진취약도 해석시의 입력 지진으로는 교량이 직접 경험하게 되는 지표면 운동이 아닌, 내진 설계 기준이 정의되고 있는 암반노두에서의 지반가속도를 기준으로 하여, 지진 위험도 해석이 가능하도록 하였다. 한반도의 역사지진 및 계측지진 자료를 토대로 제시된 지진재해지도로부터 해당 지역에서의 평균재현주기별 최대지반가속도를 산출하였고, 이로부터 PGA의 조건부 확률밀도함수를 계산하였다. 이 결과를 지진취약도 분석 결과와 결합하여 지진위험도를 산정하였다
지진 위험도 해석에서는 1회의 지진 발생 뿐만이 아니라 50년, 100년의 기간에 대해서 수행하였다. 또한, 한국의 세 지역에 대한 위험도 해석을 수행하고 그 결과를 비교하였다. 마찰포트받침과 마찰진자받침이 설치된 경우에 대하여 지진취약도 및 위험도 분석을 수행하여, 지진저감 효과를 정량적으로 평가하였다.
