원심모형실험을 이용한 내진 보강된 개착식 지하역사의 거동특성 연구 (Studies on Behavior Characteristics of Retrofitted Cut-and-Cover Underground Station Using Centrifuge Test Results)

서지정보

· 발행기관 : 한국구조물진단유지관리공학회
· 수록지 정보 : 한국구조물진단유지관리공학회 논문집 / 21권 / 2호 / 24 ~ 33페이지
· 저자명 : 김진호, 이나현, 이후석

초록

국내 도시철도 지하역사는 주로 개착식 공법으로 건설되었으며, 1970~80년대에 건설된 지하역사는 내진설계가 반영되지 않았다.
한반도 뿐 만 아니라, 전 세계적으로 지진 발생빈도는 증가하고 있는 추세이며, 내진설계가 적용되지 않은 기존 지하역사에 지진이 발생될 경우 막대한 인명 및 재산피해가 우려된다. 본 연구에서는 내진보강이 된 지하역사의 지반-구조물 상호작용과 보강효과를 검토하기 위해, Kobe지진파 및 Northridge 지진파를 1/60축소모형에 적용하여 원심모형실험을 수행하였다. 내진보강은 주 부재인 기둥, 측벽, 슬래브의 강성을 증가시켜 내진보강 전후를 비교·검토하였다. 현장 조건에 따른 모형 지반을 모사하기 위해 공진주시험을 통해 실제 깊이 및 밀도에 따른 전단파속도의 변화를 모사하였다. 지반과 구조물은 비교적으로 유사한 거동을 하였으며, 지표면으로 가까워질수록 상대변위가 증가하였다. 또한, 내진 보강전후의 지하역사 구조물의 슬래브에 비해 기둥과 측벽에서 상대변위와 모멘트 구조 거동을 통해 내진 보강 효과를 확인할 수 있었으며,단주기인 Northridge지진파에 비해 Kobe지진파에서 구조물의 변형이 크게 발생하는 것을 통해 지진파는 주요 설계인자임을 확인할 수 있었다

영어초록

Domestic urban railway underground station structures, which were built in the 1970s ad 1980s, had been constructed as Cut-and-Coverconstruction system without seismic design. Because the trends of earthquake occurrence is constantly increasing all over the world as well as the KoreanPeninsula, massive human casualties and severe properties and structures damage might be occurred in an non-retrofitted underground station duringan earthquake above a certain scale. Therefore, to evaluate the retrofit effect and soil-structure interaction of seismic retrofitted underground station,a centrifugal shaking table test with enhanced stiffness on its structural main member are carried out on 1/60 scaled model using the Kobe and Northridgeearthquakes. The seismic retrofitted members, which are columns, side walls, and slabs, are evaluated to comparing with existing non-retrofittedcentrifuge test results Also, to simulate the scaled ground using variation of shear velocity according to site conditions such as ground depth and density,resonant column test is performed. From the test results, the relative displacement behavior between ground and structures shows comparatively similarin ground, but is increased on ground surface. The seismic retrofit effects were measured using relative displacements and moment behavior of columnand side walls rather than slabs. Additionally, earthquake wave can be used to main design factor due to large structural deformation on Kobe earthquakewave than Norhridge earthquake wave.

참고자료

· 없음