지반의 비선형성을 고려한 Hualien 대형지진시험구조물의 지진해석

Abstract

본 논문은 대만의 Hualien(화련)에 건설된 대형지진시험구조물의 지반 비선형거동을 고려한 지진응답해석결과를 보였다. 지반-구조물 상호작용해석을 위하여 구조물과 근역지반은 유한요소로 모형화하고 원역지반은 무한요소로 모형화하는 기법을 사용하였으며, 지진하중은 부구조법에 근거한 지진파 입력기법을 적용하여 계산하였다. 지반의 비선형거동은 반복적인 선형해석에 의한 등가선형화기법을 사용하여 고려하였다. 이때 지반과 구조물 물성치 초기값으로 두가지 모형이 사용되었는데, 하나는 구조물과 지반에 대해 시험을 통해 얻어진 통일모형이고 다른 하나는 강제진동시험 결과를 이용하여 작성된 상관모형이다. 그리고 지진입력운동은 시험구조물 주변 지표면에서 계측된 지반가속도기록들의 평균 Fourier 진폭을 사용하여 작성하였다. 해석 결과 평균 지진입력가속도기록이 자유장해석과 지진응답해석에서 매우 효과적임을 알 수 있었다. 한편, 등가선형화기법에 의한 해석시 초기 선형물성치로 상관모형을 사용한 경우에는 좋지 않은 결과를 주어서, 등가선형화기법을 사용하여 지반의 비선형성을 고려할 때 정확한 초기 선형모형의 작성이 매우 중요함을 알 수 있었다.