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연구보고서 기본정보
지반-구조물 상호작용 모사를 위한 하이브리드 수치 시뮬레이션 플래트폼 개발
연구보고서 개요
| 기관명 | NDSL |
|---|---|
| 공개여부 | |
| 사업명 | |
| 과제명(한글) | |
| 과제명(영어) | |
| 과제고유번호 | |
| 보고서유형 | report |
| 발행국가 | |
| 언어 | |
| 발행년월 | 2022-03-01 |
| 과제시작년도 |
연구보고서 개요
| 주관연구기관 | 한양대학교 |
|---|---|
| 연구책임자 | 박두희 |
| 주관부처 | |
| 사업관리기관 | |
| 내용 | |
| 목차 | |
| 초록 | 연구개요 본 연구에서는 연속체 매체에서의 운동을 연산하는 Integration 모듈과 일부 요소를 상세 모사하기 위한 Substructure 모듈을 실시간 연계하여 이종 프로그램이 연계된 지반-구조물 비선형 동적 상호작용을 모의하는 하이브리드 수치 시뮬레이션 플랫폼(Hybrid Numerical Simulation Platform, HNSP)을 구축함. 또한 이종 구성모델이 연계된 하이브리드 플랫폼을 구축함. 본 연구는 HNSP를 적용하여 해석 프로그램 고유의 한계를 상호연계를 통하여 극복하며 이제까지 가능하지 않았던 구조물의 미세 응답을 구현하며 설계 및 평가의 정밀도를 고도화하는 것을 목표로 함. 연구 목표대비 연구결과 본 연구에서는 Integration 모듈과 Substructure 모듈이 연결된 이종 프로그램 연계 하이브리드 플랫폼과 이종 구성모델이 연계된 하이브리드 플랫폼을 구축하였으며 이를 활용하여 지하구조물의 손상을 평가함. - 이종 프로그램 연계 플랫폼 두 가지 이종 프로그램 연계 플랫폼인 OpenSees+Vector2와 OpenSees+Perform3D 수치 툴을 성공적으로 구축하였으며 이를 활용하여 지진 시 지하구조물과 지상구조물을 각각 평가함. OpenSees+Vector2로 일반적 Fiber element로는 예측하지 못하는 중간 기둥의 전단 파괴를 모사하였음. 이는 터널의 붕괴에 중요한 영향을 미치는 것을 확인함. OpenSees+Perform3D 툴로 지반의 고유한 증폭 특성을 고려한 초고층 건축물 손상을 평가함. - 이종 구성모델 연계 플랫폼 콘크리트 구조와 철근망을 개별적으로 모델링한 후 이를 융합하는 이종 모델을 성공적으로 구축함. 또한 확률론적 파쇄모델과 터널-지반을 연계한 연계 플랫폼을 구축함. - 지진 시 지하구조물의 손상 상태 평가 구조에서 적용하는 Capacity 곡선의 문제점을 확인하며 대안으로 지반 조건의 영향을 받지 않는 손상지수 M/My를 제안함. 미세균열이 발생하는 Minor 손상부터 Collapse까지의 손상상태 예측 가능함. 연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과 (연구개발결과의 중요성) 본 연구의 의의는 개발된 플랫폼을 적용하여 1) 해석 프로그램 고유의 한계를 상호연계를 통하여 극복하며 2) 이제까지 가능하지 않았던 구조물의 미세 응답을 구현하며 설계 및 평가의 정밀도를 고도화하는 것임. HNSP를 통하여 단일 해석/모델로는 구현할 수 없었던 고해상도 해석과 상세 손상을 분석할 수 있게 됨. 본 연구에서는 하이브리드 툴을 지진 시 지하구조물의 손상 특성을 규명하며 성능목표(손상수준)와 부합되는 손상지수를 개발하는데 사용됨. 내진설계기준에서도 손상에 대한 명확한 정의를 내리지 못하고 있으며 정성적인 지표로 이를 설명하고 있는 현재에 중요한 연구결과라고 판단됨. 본 연구에서 제안한 손상지수는 다양한 장점을 가지고 있으며 기존 연구에서는 시도되지 않은 지표라고 자평함. (출처 : 요약문 2p) |
| 원문URL | http://click.ndsl.kr/servlet/OpenAPIDetailView?keyValue=03553784&target=REPORT&cn=TRKO202200014890 |
| 첨부파일 |
추가정보
| 과학기술표준분류 | |
|---|---|
| ICT 기술분류 | |
| 주제어 (키워드) |