[표지] 1
제출문 2
최종보고서 3
요약문 4
목차 8
약어표 13
1. 연구개발과제의 개요 14
가. 연구개발의 필요성 14
나. 연구 개발 목표 및 기술 개요 16
(1) 전체 연구 개발 목표 및 기술 개요 16
(2) 연구 기관별 목표 및 기술 개요 16
다. TRM 및 연차별 연구내용 18
(1) TRM 및 기술별 연계 18
(2) 연구 기관별 연차별 연구내용 19
2. 연구개발과제의 수행 과정 및 수행 내용 22
가. [총괄] 환경 시설물 지진 피해 예측 모델 및 해석 엔진 개발 22
(1) 환경 시설물의 구조물 유형에 따른 지진 해석 기법 분석[1차년도] 22
(2) 시뮬레이터 해석 엔진 기본 설계 및 구현[1차년도] 25
(3) 유체-구조물-지반 상호작용 해석[1-2차년도] 29
(4) 환경시설물 시뮬레이터 해석 엔진 검증[1-3차년도] 39
(4) 유체-구조물-지반 상호작용해석 기법 확장[3차년도] 42
(5) 테스트베드 적용[2-3차년도] 44
(6) 시뮬레이터 해석 시스템 피드백 개선[2-3차년] 46
나. [협동1] 환경 시설물 지진 피해 및 내진 성능 평가 기술 개발 48
(1) 국내·외 지진피해 내진성능 평가기법[1차년도] 48
(2) 환경시설물 구성 요소별 지진피해 평가 모듈[1~3차년도] 53
(3) 환경시설물 평가를 위한 테스트베드[2~3차년도] 59
다. [협동2] 환경 시설물 지진 피해 예측 시뮬레이터 가시화 프로그램 개발 62
(1) 국내외 시뮬레이터 프로그램 현황조사[1차년도] 62
(2) 시뮬레이터 가시화 프로그램 GUI 및 인터페이스 설계[1차년도] 63
(3) 전처리 기술개발[1-2차년도] 66
(4) 후처리 기술개발[1-2차년도] 73
(5) 보고서 생성 기능 개발[3차년도] 78
(6) 통합 시뮬레이터 가시화 프로그램 테스트베드 적용 및 검증[3차년도] 80
(8) 통합 시뮬레이터 가시화 프로그램 개선 및 고도화[3차년도] 82
3. 연구개발과제의 수행 결과 및 목표 달성 정도 86
가. 연구수행 결과 86
(1) 정성적 연구개발성과 86
(2) 정량적 연구개발성과 91
(3) 세부 정량적 연구개발성과 91
(4) 계획하지 않은 성과 및 관련 분야 기여사항 97
나. 목표 달성 수준 98
다. 목표 미달 시 원인분석 99
4. 연구개발성과의 관련 분야에 대한 기여 정도 100
가. 연구개발결과의 활용방안 100
나. 기대효과 100
(1) 기술적 측면 100
(2) 경제·사회적 측면 100
(3) 환경적 측면 100
5. 연구개발성과의 관리 및 활용 계획 102
참고문헌 104
부록 1. hfAnalzyer-EcoComplex 명령어 매뉴얼[내용없음] 8
부록 2. 유체-구조물 상호작용해석 이론 매뉴얼[내용없음] 8
부록 3. 지반-구조물 상호작용해석 이론 매뉴얼[내용없음] 8
[뒷표지] 105
표 2.1. 시간영역해석, 주파수영역해석, 모달해석 비교 25
표 2.2. 연차별 정확도 및 속도 성능 목표 및 달성도 40
표 2.3. 고유치 해석을 통한 주요모드에 대한 테스트베드 모델링 검증 59
표 2.4. 입력자료 모델링 명령어 분석 예시 63
표 2.5. 요소 유형 68
표 2.6. 하중 유형 69
표 2.7. 단면 유형 70
표 2.8. 재료 유형 70
표 2.9. 함수 유형 71
표 2.10. 절점 단위 출력 항목 71
표 2.11. 요소 단위 출력 항목 72
표 2.12. 시각화 편의 기능 75
그림 1.1. 연구개발체계 16
그림 1.2. 세부과제별 연계도 18
그림 2.1. 내진 해석법 분류 및 개발 대상 해석 기법 24
그림 2.2. 응답변위법과 등가정적해석법 개념도 24
그림 2.3. 동적 해석 기법 분석 26
그림 2.4. 응답스펙트럼법 개념도 27
그림 2.5. 응답변위법 개념도(공동구 설계기준, KDS 11 44 00: 2018 공동구) 27
그림 2.6. 연구진 보유 기개발 해석 엔진 28
그림 2.7. 해석엔진과 가시화프로그램 연계 28
그림 2.8. 유연한 지반위 유체저장탱크 29
그림 2.9. 근역의 구성(유체-구조물 상호작용을 중심으로) 29
그림 2.10. 원역의 구성(지반-구조물 상호작용을 중심으로) 30
그림 2.11. 유체-구조물 상호작용 개요 30
그림 2.12. 유체-구조물 상호작용 개요 31
그림 2.13. 원역처리를 위한 Midpoint integrated FE 31
그림 2.14. 원역처리를 위한 Midpoint integrated FE 정식화 32
그림 2.15. 층상지반의 지반응답해석(전달함수법 적용) 32
그림 2.16. 층상지반의 지반응답해석(전달함수법 적용) 33
그림 2.17. 유체 및 유체-구조물 상호작용을 위한 해석엔진 모듈 34
그림 2.18. NodeToSurface 구속조건와 과구속조건 처리 35
그림 2.19. 유체-구조물 상호작용 매개변수 해석모델 36
그림 2.20. 탱크의 장변/단변비에 따른 지진응답 특성 변화 36
그림 2.21. 유체-구조물-지반 상호작용 매개변수 해석모델 37
그림 2.22. 전단파 속도에 따른 해석결과 37
그림 2.23. 지진파의 입사각에 및 형상비에 따른 해석결과 38
그림 2.24. 인공지진 생성 알고리즘 구축 39
그림 2.25. 응답변위법 적용 해석 및 단면 설계 예시 39
그림 2.26. 유체저장구조물의 지진피해 사례 41
그림 2.27. 유체저장구조물의 지진피해 유형 41
그림 2.28. 압축과 인장 상태에서의 콘크리트의 손상을 고려한 비선형 거동 42
그림 2.29. 상대 변위의 시간이력 43
그림 2.30. 인장 손상의 진전 43
그림 2.31. 원통형 액체저장탱크의 지진응답해석 44
그림 2.32. 경주감포하수처리장 45
그림 2.33. 고양정수장 45
그림 2.34. 해석엔진 Prototype 배포 및 해석엔진 매뉴얼 46
그림 2.35. 기존 시설물의 내진성능평가 기법 모식도, '기존시설물 내진성능평가요령(2013)' 48
그림 2.36. 국내 지진해석 기법분석 49
그림 2.37. 국외 지진해석 기법분석 49
그림 2.38. 국내·외 지진해석 기법분석 50
그림 2.39. 내진성능 평가 방법 분석 50
그림 2.40. 국내와 해외 내진성능평가비교 51
그림 2.41. 환경시설물의 지진피해 평가체계 및 성능평가 기준수립 51
그림 2.42. 환경시설물의 지진피해 평가체계 및 성능평가 기준(안)수립 52
그림 2.43. 환경시설물의 지진피해 평가체계 및 성능평가 플로 차트 52
그림 2.44. 지진피해(시뮬레이터) 평가 기준서 모식도 53
그림 2.45. 지진피해 모듈별 평가 모식도 54
그림 2.46. 환경시설물 구성요소별 지진피해 평가체계 55
그림 2.47. 환경시설물 지진피해 취약지점 분석 기술 개발 56
그림 2.48. 국내·외 지진피해 사례조사 및 설계사례를 통한 지진피해 취약지점 분석에 대한 검증 56
그림 2.49. 내하력 평가 S/W 입력창: 거더 57
그림 2.50. 내하력 평가 S/W 검증: 거더 57
그림 2.51. 테스트베드 모델 59
그림 2.52. 환경시설물 지진피해 평가 모식도 60
그림 2.53. 감포하수처리시설 지진피해 평가예제집 작성 60
그림 2.54. 고양정수장 지진피해 평가예제집 작성 61
그림 2.55. 환경시설물 지진피해 평가 가이드라인 모식도 61
그림 2.56. 분석 대상 시뮬레이션 프로그램 62
그림 2.57. 유사 S/W와의 비교 62
그림 2.58. 입력 파일을 위한 INPDataVo의 클래스 다이어그램 64
그림 2.59. 소프트웨어 아키텍처 65
그림 2.60. 메인 화면 구성도 65
그림 2.61. 프로그램 기능 정의 66
그림 2.62. 절점 그룹 설정 67
그림 2.63. 요소 그룹 목록 68
그림 2.64. 입력 파일(예시) 72
그림 2.65. 해석결과 파일(좌) 해석결과 구조(우) 73
그림 2.66. 결과 데이터 저장 형식 클래스 다이어그램 74
그림 2.67. 프로그램 화면 74
그림 2.68. 해석결과 출력 화면 77
그림 2.69. Avg. Scalar On Nodes 활성화 77
그림 2.70. Auto Deformed Scale 78
그림 2.71. 거더 디자이너 그룹 설정 화면 79
그림 2.72. 내진성능평가 기능 79
그림 2.73. 보고서 출력 기능 80
그림 2.74. 감포하수처리장 시뮬레이터 적용 81
그림 2.75. 고양 정수장 시뮬레이터 적용 82
그림 2.76. UI 변경 전후 83
그림 2.77. 이미지 출력 기능 위치(왼쪽)와 출력된 이미지 파일(오른쪽) 83
그림 2.78. 절점 그룹 및 요소 그룹 강조 84
그림 2.79. 템플릿 기능 85
그림 2.80. 사용자 매뉴얼(일부) 85
그림 3.1. 일반 구조물 대상 정확도 및 속도 비교[1차년도] 87
그림 3.2. 일반 구조물(Shell 요소) 대상 정확도 및 속도 비교 87
그림 3.3. 일반 구조물(Solid 요소) 대상 정확도 및 속도 비교 88
그림 3.4. 일반 구조물 대상 정확도 및 속도 비교[1차년도] 89
그림 3.5. 지반-구조물 상호작용 중 원역처리기법 검증 - 해석 모델 89
그림 3.6. 지반-구조물 상호작용 중 원역처리기법 검증 - 해석 결과 90
그림 3.7. 자유장 해석 기법의 정확성 검증 90