개요

• 케이슨 구조에 대하여 유체 및 지반과의 상호작용을 포함하여 지진에 대한 구조안정성 검토

요소의 종류

• 전체 구조물 – 3차원 Shell요소 (QTS4)
• 지반 – 3차원 입체요소 (HX8M)
• 지반의 무한경계 – 3차원 조인트 요소 (JNT4, Joint Properties General)

재료특성

• 해당지역의 지질주상도를 참조하여 초기값으로 사용하되, 가해진 지진파에 대한 응답에 따라 달라지는 비선형 재료특성을 가지는 기반의 특성을 반영하기 위해 지진파 종류에 따른 각 위치별 지반특성을 추출해 내어 등가 선형재료특성을 적용.
• 유체의 동수압에 대한 부가질량 – 동수압이 작용하는 횡격벽과 종격벽상의 각 절점에 부가된 유체질량의 크기를 절점의 높이에 따라 적용, 유체부가질량을 나타내는 절점에 재료특성적용

경계조건

• 지반에 대한 경계조건은 무한경계를 표현할 수 있도록 매질의 임피던스와 일치하는 감쇠계수를 적용하는 Joint요소를 사용

하중조건

• Jacky식에 근거한 지반의 초기응력 상태를 표현하는 Initial Stress 하중 적용
• 지반의 지하수위의 높이에 따라 건조단위중량과 포화단위중량으로 고려하여 LUSAS에서 지원하는 Variation 수식으로 정의하여 재하
• 자중 : LUSAS가 제공하는 Body Force하중을 사용하여 모델링에 반영된 체적과 질량을 계산하여 자동으로 재하
• 시간이력 지진파 : Hachinohe, Ofunato 지진파와 인공지진파 포함, 3가지 지진파에 대하여 검토, 고유치 해석 결과로부터 시간이력 지진해석에 필요한 Rayleigh 댐핑상수와 해석에 적용할 시간간격을 도출하여 반영

해석 결과

최대 휨응력 발생시점의 응력(SE) 분포도(인공지진파)

최대 휨응력 발생위치에서의 응력(SE)-시간이력 그래프 (Hachinohe)