개요

• 케이슨 구조에 대하여 유체 및 지반과의 상호작용을 포함하여 지진에 대한 구조 안전성 검토 수행

요소의 종류

• 전체 구조물을 3차원 Shell요소(QTS4)를 사용하여 모델링 하였으며, 지반은 3차원 입체요소(HX8M)를 주로 사용

• 지반의 무한경계를 표현하기 위해 3차원 조인트 요소(JNT4, Joint Properties General)를 사용한 경계조건을 구성

재료특성

• 지반은 해당 지역의 지질주상도를 참조하여, 지진에 대한 영향이 크게 나타날 수 있는 연약지반이 상대적으로 많은 위치를 표준으로 삼았으며, 깊이에 따른 토질정수를 산정하여 반영

경계조건

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

하중조건

• 초기 응력 조건은 Jacky식을 사용하며, 연직방향 응력은 상재하중과 지반의 자중을 포함하여, 지하수위의 높이에 따라 건조단위중량과 포화단위중량으로 고려하여 LUSAS에서 지원하는 Variation수식으로 정의하여 재하

• 상치콘크리트 : 케이슨 상면에 분포하는 부가질량으로 모델링하여 Body Force로 중력가속도에 의해 중력방향으로 재하

• 자중 : 구조와 지반의 자중을 적용하였으며, LUSAS가 제공하는 Body Force에서 모델링에 반영된 체적과 질량을 계산하여 자동으로 재하

• 시간이력 지진파 : Hachinohe, Ofunato 지진파와 인공지진파 이렇게 3가지 지진파에 대하여 검토, 고유치 해석 결과로부터 시간이력 지진해석에 필요한 Rayleigh댐핑상수와 해석에 적용할 시간 간격을 도출하여 반영

해석결과

최대 휨응력 분포(Hachinohe)

횡방향 시간이력 변위(Hachinohe)