케이블교량의 신뢰도기반 설계를 위한 하중-저항계수 산정

Abstract

이 논문에서는 케이블교량의 신뢰도기반 설계를 위한 가장 핵심적인 연구 인 목표신뢰도지수 설정 연구와 하중-저항계수 보정 연구를 수행한다. 목표신뢰도지수 설정과 하중-저항계수 보정을 위한 기초 연구로서, 교 량에 작용하는 주요 하중에 대한 확률모형을 추정하며, 그 중에서도 변동 하중과 극단하중에 대한 확률분포를 일관된 공학적 정의에 의해 추정하는 데에 초점을 둔다. 차량 활하중과 풍하중의 경우, 일반교량을 대상으로 한 기존의 연구 결과와 국내의 실측 통계자료를 반영하여 보다 국내 실정에 적합한 확률모형을 추정하고, 지진하중의 경우, 확률론적 지진해석 관련 연구 결과를 반영하여 확률모형을 추정한다. 케이블교량의 목표신뢰도지수는 크게 두 가지 측면을 고려하여 설정 한다. 먼저, 기존의 설계기준이 보장하는 신뢰도수준에 대한 고려하여 설 정한다. 이를 위해서 기존의 설계기준에 의해 설계된 케이블교량의 주요 구조부재에 대한 신뢰도평가를 수행한다. 다음으로, 케이블교량의 목표신 뢰도지수 설정의 근거가 되는 철학을 정립하여 설정한다. 일반교량을 대 상으로 한 기존의 국내외 설계기준들에서 목표신뢰도지수를 설정한 철학 적인 근거에 대해 분석하고, 케이블교량의 중요도와 설계수명을 고려하여 목표신뢰도지수를 설정한다. 또한, 구조부재별 및 한계상태별로 차등을 두 ii 어 목표신뢰도지수를 설정하는 방법을 제시한다. 저항수정계수 개념을 도입한 하중-저항계수 체계를 정립을 통하여 설 정된 목표신뢰도수준을 확보하는 하중-저항계수를 산정한다. 중요도와 설 계수명에 무관하게 각 하중별 하중계수와 각 구조부재별 저항계수는 한계 상태별로 설정된 하나의 대표 목표신뢰도수준을 확보하도록 산정한다. AFORM을 이용하여 최적의 하중-저항계수 조합을 산정하고, 구조부재별 저항계수를 고정한 후, 동일한 목표신뢰도수준를 확보하도록 하중계수를 보정한다. 중요도와 설계수명에 따라 차등을 두어 설정된 목표신뢰도지수 는 저항수정계수를 적용하여 확보한다.