콘크리트 지하철 구조물의 비선형 지진응답해석

Abstract

1995년 Hyogoken-Nanbu 지진은 RC 지중 지하철 구조물에 지난 과거 전혀 경험치 못했던 심각한 피해를 일으켰다. 이같은 지진피해의 정확한 평가를 위하여,주파수영역상에서의 지반-구조물 상호작용효과를 고려한 지하 구조물에 대한 선형지진웅답해석이 수행되어왔으나, 보다 정확한 지진피해를 예측하기 위해서는 시간영 역상에서 지반과 구조물의 이력감쇠와 강성변화를 고려한 비선형지진웅답해석을 수행하는 것이 반드시 필요하 다. 본 논문에서는 지반-구조물 상호작용을 고려한 비선형 지진응답해석을 시간영역상에서 수행하기 위하여 주 파수영역상에서 지반-구조물 상호작용효과를 고려하기 위해 개발된 KIESSI-2D와 유한요소 범용해 석프로그램 ANSYS를 연계한 복합법을 사용하여 Hyogoken-Nanbu 지진시 피해가 많았던 고베의 가미사와 지하철역을 대상으로 비선형 지진응답해석을 수행하고 실제 발생한 피해상황과 비교 • 분석하였다. 해석시 등가 선형화기 법에 근거한 대표적인 자우장 해석프로그램인 SHAKE를 사용하여 지반의 비선형성을 고려하였고,콘크리트의 비선형성을 고려하기위해서 Hognestad 모델을 사용하였다. 해석결과 실제 발생한 중간기둥의 전단파괴를 매우 유사하게 예측할 수 있음을 보여주었다.