건축물 지진 피해 예측 및 분석 시스템, 방법 및 상기 방법을 실행시키기 위한 컴퓨터 판독 가능한 프로그램을 기록한 기록 매체

건축물 지진 피해 예측 및 분석 시스템은 설계 해석 모델 구축부, 계측 동특성 정보 획득부, 거동 모델 구축부, 지진 시나리오 결정부, 응답 데이터베이스 구축부 및 위험 분석 정보 산출부를 포함한다. 설계 해석 모델 구축부는 건축물의 설계 정보로부터 건축물의 설계 해석 모델을 구축하고, 계측 동특성 정보 획득부는 건축물의 계측 정보로부터 건축물의 계측 동특성(고유 주파수 등) 정보를 획득하고, 거동 모델 구축부는 계측 동특성 정보에 맞게 건축물의 설계 해석 모델을 수정하여 건축물의 거동모델을 구축하고, 지진 시나리오 결정부는 건축물의 대상 지역에서의 발생 가능 지진 시나리오를 결정하고, 응답 데이터베이스 구축부는 지진 시나리오를 건축물의 거동모델에 적용하여 건축물의 응답 데이터베이스를 구축하며, 위험 분석 정보 산출부는 지진 발생 후 5~10분 내에 지진 발생 시 실시간 계측된 데이터를 참값(기준)으로 하여 지진 발생 전 구축한 응답 데이터베이스 중 측정 계측 데이터와 오차가 가장 적은 지진 시나리오를 선정하고, 해당 지진 시나리오에 대응하는 응답데이터베이스의 지진 피해 예측 및 분석 정보를 산출한다.

청구범위
청구항 1
건축물의 설계 정보로부터 상기 건축물의 설계 해석 모델을 구축하는 설계 해석 모델 구축부;상기 건축물의 계측 정보로부터 상기 건축물의 계측 동특성 정보를 획득하는 계측 동특성 정보 획득부;상기 계측 동특성 정보에 따라 상기 건축물의 설계 해석 모델을 수정하여 상기 건축물의 거동모델을 구축하는거동 모델 구축부;상기 건축물의 대상 지역에서 발생 가능한 지진 시나리오를 결정하는 지진 시나리오 결정부;상기 지진 시나리오를 상기 건축물의 거동모델에 적용하여 상기 건축물의 응답 데이터베이스를 구축하는 응답데이터베이스 구축부; 및지진 발생시 상기 건축물에 작용하는 외력 계측 데이터 및 상기 외력에 의한 상기 건축물의 거동 응답 계측 데이터를 기준으로 하여 지진 발생 전 구축한 상기 응답 데이터 베이스 중 계측 데이터와 오차가 가장 적은 지진시나리오에 대응하는 지진 피해 예측 및 분석 정보를 포함하는 미리 설정된 지진 위험 분석 정보를 산출하는 위험 분석 정보 산출부를 포함하는 것을 특징으로 하는 건축물 지진 피해 예측 및 분석 시스템.
청구항 2
청구항 1에 있어서,상기 지진 위험 분석 정보는 상기 건축물의 위험성, 사용성, 및 손상 위치 중 하나 이상의 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 건축물 지진 피해 예측 및 분석 시스템.
청구항 3
청구항 1에 있어서,상기 지진 위험 분석 정보는 사용자의 대피, 재사용 및 재입실 중 하나 이상의 매뉴얼 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 건축물 지진 피해 예측 및 분석 시스템.
청구항 4
청구항 1에 있어서,상기 응답 데이터베이스는 상기 건축물에 작용하는 지진 시나리오별 외력에 의한 상기 건축물의 해석 결과와 이를 바탕으로 분석한 지진 위험 분석 정보 데이터를 포함하는 것을 특징으로 하는 건축물 지진 피해 예측 및 분석 시스템.
청구항 5
삭제
청구항 6
청구항 1에 있어서,상기 위험 분석 정보 산출부는 상기 거동 응답 계측 데이터를 이용하여 상기 건축물의 변형 형상을 추정하는 변형 형상 추정부를 포함하는 것을 특징으로 하는 건축물 지진 피해 예측 및 분석 시스템.
청구항 7
건축물 지진 피해 예측 및 분석 시스템이,건축물의 설계 정보로부터 상기 건축물의 설계 해석 모델을 구축하는 설계 해석 모델 구축 단계;상기 건축물의 계측 정보로부터 상기 건축물의 계측 동특성 정보를 획득하는 계측 동특성 정보 획득 단계;상기 계측 동특성 정보에 따라 상기 건축물의 설계 해석 모델을 수정하여 상기 건축물의 거동모델을 구축하는거동 모델 구축 단계;상기 건축물의 대상 지역에서 발생 가능한 지진 시나리오를 결정하는 지진 시나리오 결정 단계;상기 지진 시나리오를 상기 건축물의 거동모델에 적용하여 상기 건축물의 응답 데이터베이스를 구축하는 응답데이터베이스 구축 단계; 및지진 발생시 상기 건축물에 작용하는 외력 계측 데이터 및 상기 외력에 의한 상기 건축물의 거동 응답 계측 데이터를 기준으로 하여 지진 발생 전 구축한 상기 응답 데이터 베이스 중 계측 데이터와 오차가 가장 적은 지진시나리오에 대응하는 지진 피해 예측 및 분석 정보를 포함하는 미리 설정된 지진 위험 분석 정보를 산출하는 위험 분석 정보 산출 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 건축물 지진 피해 예측 및 분석 방법.
청구항 8
청구항 7에 있어서,상기 지진 위험 분석 정보는 상기 건축물의 위험성, 사용성, 및 손상 위치 중 하나 이상의 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 건축물 지진 피해 예측 및 분석 방법.
청구항 9
청구항 7에 있어서,상기 지진 위험 분석 정보는 사용자의 대피, 재사용 및 재입실 중 하나 이상의 매뉴얼 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 건축물 지진 피해 예측 및 분석 방법.
청구항 10
청구항 7에 있어서,상기 응답 데이터베이스는 상기 건축물에 작용하는 지진 시나리오별 외력에 의한 상기 건축물의 해석 결과와 이를 바탕으로 분석한 지진 위험 분석 정보 데이터를 포함하는 것을 특징으로 하는 건축물 지진 피해 예측 및 분석 방법.
청구항 11
삭제
청구항 12
청구항 7에 있어서,상기 위험 분석 정보 산출 단계는 상기 거동 응답 계측 데이터를 이용하여 상기 건축물의 변형 형상을 추정하는변형 형상 추정 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 건축물 지진 피해 예측 및 분석 방법.
청구항 13
청구항 7, 8, 9, 10, 12 중 어느 한 청구항의 방법을 실행시키기 위한 컴퓨터 판독 가능한 프로그램을 기록한기록 매체.
발명의 설명
기 술 분 야
본 발명은 지진 발생 전 발생 가능한 예상 지진 시나리오를 바탕으로 건축물

[0001] 지진 피해 예측 등 재난 또는 재해위험 분석 시스템 및 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 초고층 건축물 등에 발생할 수 있는 지진 위험을분석하기 위한 시스템 및 방법에 관한 것이다.
배 경 기 술
[0003] 일반적으로, 건축물에서의 지진 피해 대책은 내진 설계와 같이 건축물 설계를 통해 미리 반영되고 있으며, 준공완료된 건축물에 대한 지진 피해 분석은 발생 지진의 규모와 내진설계 규모의 단순 비교나, 지진 피해 건축물에대한 사후 검사 등을 통해 수행되고 있다.
[0004] 그런데, 발생 지진의 규모와 내진설계 규모를 단순 비교하는 방법은, 설계 단계의 건축물과 준공완료된 실제 건축물이 건물 강성, 재하하중, 조적벽체 및 비구조체 영향 등으로 서로 상이한 특성(고유주파수 등)을 보이므로,지진 피해 분석에 대한 불확실성이 높다는 문제가 있다.
[0005] 또한, 경미한 피해에 대해 수행되는 육안검사는 정량적 수치 및 이론적 분석법에 대비하여 정확성이 부족하며,실제 현장 검사시 건축물 내의 천정이나 마감재로 인해 육안 검사를 수행할 수 없는 등의 한계점을 지닌다.
[0006] 심각한 균열 등이 발견되었을 경우 수행되는 정밀 검사(사후검사)는, 전문가의 과학적 분석이 가능하기는 하지만, 장시간의 검사기간 동안 건축물을 사용할 수 없어 이에 따른 경제적 손해가 크다는 문제점이 있다.
선행기술문헌
특허문헌
[0008] (특허문헌 0001) KR 1020100047697 A
발명의 내용
해결하려는 과제
[0009] 본 발명은 상술한 종래의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 설계단계와 시공 중 또는 준공 완료된 실제건축물의 특성을 모두 반영하여, 정확하고 신속하게 지진 피해에 대한 예측 및 분석을 제공할 수 있는 시스템및 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
과제의 해결 수단
[0011] 상기 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 건축물 지진 피해 예측 및 분석 시스템은, 설계 해석 모델 구축부,계측 동특성 정보 획득부, 거동 모델 구축부, 지진 시나리오 결정부, 응답 데이터베이스 구축부 및 위험 분석정보 산출부를 포함한다.
[0012] 설계 해석 모델 구축부는 건축물의 설계 정보로부터 건축물의 설계 해석 모델을 구축하고, 계측 동특성 정보 획득부는 건축물의 계측 정보로부터 건축물의 계측 동특성(고유주파수 등) 정보를 획득하고, 거동 모델 구축부는계측 동특성 정보에 맞게 건축물의 설계 해석 모델을 수정하여 건축물의 거동모델을 구축하고, 지진 시나리오결정부는 건축물의 대상 지역에서의 발생 가능 지진 시나리오를 결정하고, 응답 데이터베이스 구축부는 지진 시나리오를 건축물의 거동모델에 적용하여 건축물의 응답 데이터베이스를 구축하며, 위험 분석 정보 산출부는 지진 발생 후 5~10분 내에 지진 발생 시 실시간 계측된 데이터를 참값(기준)으로 하여 지진 발생 전 구축한 응답데이터베이스 중 측정 계측 데이터와 오차가 가장 적은 지진 시나리오를 선정하고, 해당 지진 시나리오에 대응하는 응답 데이터베이스의 지진 피해 예측 및 분석 정보를 산출한다.
이와 같은 구성에 의하면, 건축물의 설계 모델에 시공 중 또는 준공 완료된 [0013] 실제 건출물의 특성과 현장 동특성계측 정보를 모두 반영한 새로운 해석 모델(거동모델)을 구축하고, 대상 지역의 지진 시나리오에 대응하는 분석결과를 미리 지진 발생 전에 저장함으로써, 지진 발생 후 5~10분 내에 지진 발생 시 실시간 계측된 데이터를 참값(기준)으로 하여 정확하고 신속하게 지진 피해에 대한 예측 및 분석을 제공할 수 있게 된다.
[0015] 이때, 지진 위험 분석 정보는 건축물의 위험성, 사용성, 및 손상 위치 중 하나 이상의 정보를 포함할 수 있다.
이와 같은 구성에 의하면, 지진 발생 후 건축물의 피해 분석을 위해 별도의 사후점검 또는 분석 시스템을 구매하지 않아도 되고, 피해 분석에 소요되는 장기간의 시간과 비용을 절감할 수 있게 된다.
[0017] 또한, 지진 위험 분석 정보는 사용자의 대피, 재사용 및 재입실 중 하나 이상의 매뉴얼 정보를 포함할 수 있다.
이와 같은 구성에 의하면, 지진 발생 태양이나 건축물의 거동 태양에 따라 최적의 대응 매뉴얼을 신속하게 제공할 수 있게 되어 인명 피해의 우려와 경제적 손실을 최소화할 수 있게 된다.
[0019] 또한, 위험 분석 정보 산출부는 지진 발새ㄷㅇ 시 실시간 계측된 데이터를 이용하여 건축물의 변형 형상을 추정하는 변형 형상 추정부를 포함할 수 있다.
[0021] 아울러, 상기 시스템을 방법의 형태로 구현한 발명과 상기 방법을 실행시키기 위한 컴퓨터 판독 가능한 프로그램을 기록한 매체가 함께 개시된다.
발명의 효과
[0023] 본 발명에 의하면, 건축물의 설계 모델에 시공 중 또는 준공 완료된 실제 건축물의 특성과 현장 동특성 계측 정보를 모두 반영한 새로운 해석 모델(거동모델)을 구축하고, 대상 지역의 지진 시나리오에 대응하는 분석 결과를미리 지진 발생 전에 저장함으로써, 지진 발생 후 5~10분 내에 지진 발생 시 실시간 계측된 데이터를참값(기준)으로 하여 정확하고 신속하게 지진 피해에 대한 예측 및 분석을 제공할 수 있게 된다.
[0025] 또한, 지진 발생 후 건축물의 피해 분석을 위해 별도의 사후점검 또는 분석 시스템을 구매하지 않아도 되고, 피해 분석에 소요되는 장기간의 시간과 비용을 절감할 수 있게 된다.
[0027] 또한, 지진 발생 태양이나 건축물의 거동 태양에 따라 최적의 대응 매뉴얼을 신속하게 제공할 수 있게 되어 인명 피해의 우려와 경제적 손실을 최소화할 수 있게 된다.
도면의 간단한 설명
[0029] 도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 건축물 지진 피해 예측 및 분석 시스템의 개략적인 블록도.
도 2는 도 1의 거동 모델 구축부에서 수행되는 거동 모델 구축의 과정을 개략적으로 도시한 도면.
도 3은 거동 모델 구축을 위해 반영되는 건축물 설계 해석 모델의 요소들의 예가 도시된 표.
도 4는 도 1의 변형 형상 추정부에서 수행되는 건축물 변형 형상 추정 과정을 개략적으로 도시한 도면.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 건축물 지진 피해 예측 및 분석 방법의 개략적인 흐름도.
발명을 실시하기 위한 구체적인 내용
[0030] 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명한다.
[0031] 도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 건축물 지진 피해 예측 및 분석 시스템의 개략적인 블록도 이다. 도 1에서건축물 지진 피해 예측 및 분석 시스템(100)은, 설계 해석 모델 구축부(110), 계측 동특성 정보 획득부(120),거동 모델 구축부(130), 지진 시나리오 결정부(140), 응답 데이터베이스 구축부(150), 및 위험 분석 정보 산출부(160)를 포함하며, 위험 분석 정보 산출부(160)는 다시 변형 형상 추정부(162)를 포함하고 있다.
[0032] 이때, 건축물 지진 피해 예측 및 분석 시스템(100)의 각 구성 요소들은 하드웨어만으로도 구현할 수 있겠으나,하드웨어 및 하드웨어상에서 동작하는 소프트웨어로 함께 구현하는 것이 보다 일반적일 것이다.
설계 해석 모델 구축부(110)는 건축물의 설계 정보로부터 건축물의 설계 해석 [0034] 모델을 구축한다. 이를 위해, 일반 상용 선형 해석 SW(MIDAS GEN 등)를 사용하여 설계 모델링을 수행할 수 있으며, 설계 모델의 고유주기 등 동특성을 분석한다.
[0036] 계측 동특성 정보 획득부(120)는 건축물의 계측 정보로부터 건축물의 계측 동특성(고유주파수 등) 정보를 획득한다. 시공 중 또는 준공완료된 실제 건축물의 고유주파수 등 동특성을 계측하는 것으로서, 이때의 계측 결과는건물 강성, 재하하중, 조적벽체 및 비구조체 영향 등으로 설계 해석 모델의 해석 결과와 서로 상이하다.
[0037] 보다 구체적으로, 건축물 (원)설계 해석 모델과 실제 건축물은 재료강도, 재료 탄성계수, (슬래브, 조적벽 영향등으로) 건물 강성, 재하 하중이 서로 상이하므로, 건축물 (원)설계 해석 모델의 동특성(고유주파수 등)과 실제건축물의 동특성을 비교하기 위해, 가속도계를 사용하여 측정 시간 이력별 (층)가속도를 계측하고, 계측된 가속도를 FFT(퓨리에르 변환)을 통해 주파수 영역으로 변환하여 실제 건축물의 모드별 고유주파수를 분석하고, 모드별 변형형상을 얻는다.
[0039] 거동 모델 구축부(130)는 계측 동특성 정보에 맞게 건축물의 설계 해석 모델을 수정하여 건축물의 거동모델을구축한다. 설계 모델의 강성, 중량, 감쇠를 수정하여 시공 중 또는 준공 완료된 실제 건축물의 계측 동특성과동일한 거동모델 구축하는 것으로서, 부재치수, 재료특성, 지점조건, 재하하중, 조적벽체 및 비구조체 영향 등을 수정한다. 도 2는 도 1의 거동 모델 구축부에서 수행되는 거동 모델 구축의 과정을 개략적으로 도시한 도면이다.
[0040] 보다 구체적으로, 실제 건축물 동특성 분석결과를 참값으로 가정하고, 건축물 (원)설계 해석 모델의 질량,강성, 감쇠, 경계조건, 재료강도, 탄성계수를 조정하거나, 슬래브 MESH 해석 또는 대체 구조 부재 가감, 비구조체의 강성 기여 효과 반영 등의 방법을 기여도 우선순위별로 적용하여, 실제 건축물 동특성 분석결과와 동일하거나 유사한 수준의 해석 동특성(고유주파수 등)이 도출되도록 수정한다.
[0041] 이와 같이 도출된 건축물 해석 모델이 거동 모델이며, 이러한 일련의 과정을 거동모델 수립 또는 동기화 과정이라 한다. 도 3은 거동 모델 구축을 위해 반영되는 건축물 설계 해석 모델의 요소들의 예가 도시된 표이다.
[0043] 지진 시나리오 결정부(140)는 건축물의 대상 지역에서의 발생 가능 지진 시나리오를 결정한다. 이를 위해, 확률론적 지진재해분석(PSHA, Probabilistic Seismic Hazard Analysis)을 통한 대상 지역에 발생가능 지진 시나리오(M-R, 규모-거리, 최고, 최하, 최악조건) 정보를 제공할 수 있다.
[0044] 보다 구체적으로, 지진목록(역사, 계기), 단층목록의 자료 및 지진원 구역별 전문가의 감쇠, 가중 의견에 기초한 지진 위험도(Seismic Hazard Map)에 확률론적 지진재해분석(Probabilistic Seismic Hazard Analysis, PSHA)을 통한 대상 지역에 발생가능 지진 시나리오(M-R, 규모-거리 등) 정보를 제공하는 것이다.
[0046] 응답 데이터베이스 구축부(150)는 지진 시나리오를 건축물의 거동모델에 적용하여 건축물의 응답 데이터베이스를 구축한다. 이때, 응답 데이터베이스는 거동 데이터베이스와 관리 데이터베이스로 구성될 수 있다.
[0047] 이를 위해, 먼저 일반 상용 비선형 해석 SW(Perform 3D 등)를 사용하여 거동 모델에 대해 지진 시나리오별 비선형 정밀 해석을 수행하여 응답 DB의 거동 DB 자료를 구축한다. 이때, 거동 DB 자료는 거동모델의 동특성, 부재별 이력곡선, 층간변위 등 전부재 해석값을 포함할 수 있다. 거동 DB는 상기 해석 결과이며, 관리 DB는 관리기준별 거동 DB의 수치연산 값으로서, 층별 부재 연직하중 저항능력(DCR), 층 또는 Zone별 손상도(Index), 층간변위, 최대변위 등이나, 건축물 붕괴(파괴) 확률 분석 정보를 포함할 수 있다.
[0048] 다시 말해, 지진 발생 이전 발생 가능 지진 시나리오(하중 입력값)를 가정하고, 일반 상용 비선형 해석SW(Perform 3D 등)를 사용하여 거동 모델에 대한 비선형 정밀 해석(거동모델의 동특성, 부재별 이력곡선, 층간변위 등 전부재 해석값) 수행으로 거동 DB를 구축하고, 층별 부재 하중저항능력(DCR), 층 또는 Zone별 손상도(Index), 층간변위, 최대변위, 건축물 붕괴(파괴) 확률 분석 등 다양한 구조 안전성 판정기준별로 해석 결과(거동 DB)를 분석한 관리 DB를 구축하여, 거동 DB + 관리 DB로 구성된 응답 DB를 구축한다.
[0050] 위험 분석 정보 산출부(160)는 지진 발생 후 5~10분 내에 지진 발생 시 실시간 계측된 데이터를 참값(기준)으로하여 지진 발생 전 구축한 응답 데이터베이스 중 측정 계측 데이터와 오차가 가장 적은 지진 시나리오를 선정하고, 해당 지진 시나리오에 대응하는 응답 데이터베이스의 지진 피해 예측 및 분석 정보를 산출한다. 시공 중 또는 준공 완료된 실제 건축물에 계측기를 설치하고 서버 컴퓨터로 계측 데이터 수집 후 분석하는 것이다.
보다 구체적으로, 지진 가속도 계측기를 통한 건축물 1층 또는 지하층 PGA 계측값과 [0051] 소량의 변위, 경사 등의 계측자료를 활용하여, 응답 DB 중 계측 PGA에 맞는 케이스로 1차 선별하고, 계측 변위, 경사 등의 계측자료에 정합하거나, 편차가 적은 케이스로 2차 선별 후, 소량의 계측자료를 활용하여 변위 기반, 모드형상 기반, 변형률기반 등 관련 학계 최신 기법을 적용한 전체 건축물의 변형형상 및 모드 거동에 부합하는 케이스로 3차 선별하는 과정을 거쳐 최종적으로 가장 합리적인 사전 지진 피해 응답 DB의 케이스 선정을 수행하는 것이다.
[0053] 이때, 건축물에 작용하는 하중(외력)은 지진계 (지진 가속도계), 풍향/풍속/풍압계를 사용하여 측정할 수 있고,하중(외력)에 의한 건축물 거동 응답은 (층)가속도계, (층)경사계, 변위계(GPS 등)를 사용하여 측정할 수 있으며, 건축물 변형 거동에 의한 주요 구조부재 안전성 응답은 축응력계, 변형률계를 사용하여 측정할 수 있다.
[0054] 계측 데이터는 상시환경 및 지진 발생시 계측 관리기준으로 2원화하여 계측 데이터 수집 후 분석할 수 있으며,상시환경시의 계측 데이터는 센서 간 연계 등을 통한 이상센서(계측값) 검출 등에 이용될 수 있고, 지진 발생시의 계측 데이터는 위험감지, 위험판단, 위험 단계별 Trigger Level 선정 등에 이용될 수 있다.
[0056] 변형 형상 추정부(162)는 거동 응답 계측 데이터를 이용하여 건축물의 변형 형상을 추정한다. 소량의 계측자료(계측기 설치 및 측정)로 전체 거동 유추하는 것으로서, 변위 기반, 모드 형상 기반, 변형률 기반 등 관련 학계최신 기법을 적용할 수 있다. 도 4는 도 1의 변형 형상 추정부에서 수행되는 건축물 변형 형상 추정 과정을 개략적으로 도시한 도면이다.
[0058] 위험 분석 정보 산출부(160)는 지진계의 계측(정보수집) 정보, 변형형상 추정 결과를 활용하여 응답 DB 결과와연계하여 지진 위험 분석 정보를 산출할 수 있다. 다시 말해, 지진 발생 시 계측자료, 변형형상 및 응답 DB 연계를 통해 지진 피해 예측 및 분석 결과를 산출할 수 있다.
[0059] 이때의 지진 위험 분석 정보는 건축물의 위험성, 사용성, 및 손상 위치 중 하나 이상의 정보를 포함할 수 있다.
즉, 지진 피해 예측 및 분석결과는 건축물 붕괴(파괴) 확률, 거동 DB 결과에 기초하여 손상위치 등의 시각화,
관리 DB 결과에 기초한 위험성, 사용성 등의 형태로 산출될 수 있다.
[0060] 또한, 지진 위험 분석 정보는 사용자의 대피, 재사용 및 재입실 중 하나 이상의 매뉴얼 정보를 포함할 수 있다.
예를 들어, 이와 같은 매뉴얼 정보는 지진 발생 후 5~10분 사이에 지진 피해 예측 및 분석 자료(수치 등) 결과등과 연동하여 산출될 수 있다.
[0062] 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 건축물 지진 피해 예측 및 분석 방법의 개략적인 흐름도이다. 도 5에서, 건축물 지진 피해 예측 및 분석 방법(Earthquake Damage Prediction and Analysis System of Structures;EDPASS)은 기능 구현을 위한 사전 단계(1단계)와 EDPASS 운영 단계(2단계)의 두 단계로 구성되어 있다.
[0063] EDPASS 기능 구현을 위한 사전 단계(1단계)는 EDPASS 운영 단계를 위한 필수 요소로서, 1차 해석, 동특성 계측,거동모델 구축, 지진 시나리오 결정, 2차 해석, 응답 DB 구축의 세부 6개 과정으로 구성되어 있다.
[0064] 응답 DB 구축이 EDPASS 기능 구현을 위한 사전 단계(1단계)의 최종 결과물(아웃풋)이고, 거동모델, 지진 시나리오, 관련 학계 최신 기술 및 해석 방법이 입력조건(인풋)이며, 입력조건에 따라 응답 DB (수치 등) 결과가 연동되어 반영된다.
[0066] EDPASS 운영 단계(2단계)는 서버 컴퓨터 등 전산장치에 탑재한 SW를 활용하여, 지진 발생 시 계측자료와 1단계응답 DB를 활용하여 지진 피해 예측 및 분석하는 단계로서, 계측, 변형형상 추정, 응답 DB 연계, 지진 피해 예측 및 분석, 대피 및 재사용(입주) 판단의 세부 5개 과정으로 구성된다.
[0067] 지진 피해 예측 및 분석이 EDPASS 운영 단계(2단계)의 최종 결과물(아웃풋)이고, 지진 발생 시 계측자료가 입력조건(인풋)이며, 입력조건에 따라 지진 피해 예측 및 분석 (수치 등) 결과가 연동되어 반영된다.
[0068] 지진 피해 예측 및 분석의 정확도는 1단계 응답 DB 결과 내에서 변형형상 추정 및 응답 DB 연계 기법에 좌우되며, 인명 대피, 건물 재사용 및 재입주 판정은 지진 피해 예측 및 분석 결과(아웃풋)의 활용이다. 수직(최상층에서 지상까지) 및 수평(층별 대피구 분산) 대피 동선을 판정할 수 있으며, 지진 발생 후 5~10분 사이에 건물건전성(안전성), 재사용 및 재입주 여부 판단자료는 지진 피해 예측 및 분석 자료 (수치 등) 결과와 연동되어반영된다.
[0070] 정리하자면, 본 발명은 지진 규모의 단순 비교나 육안검사의 한계점을 극복하기 위한 국내외 최초 준공완료된실제 건축물의 계측 자료를 활용한 지진 피해 예측 및 분석 시스템 및 방법을 제시한다. 본 발명에 의하면, 사전 지진 피해 응답 DB(해석, 분석, 예측, 평가) 구축 후 실시간 계측 자료와 응답 DB 연계로 정밀검사 전문성(건축물 재사용 및 입주자 재입실 여부 판단) 수준의 지진 피해 예측 및 분석이 가능해 진다.
보다 구체적으로, 내진 설계 모델에 SHM(Structure Health Monitoring; 실제 [0071] 건물 센서의 계측값에 기반한 일상환경의 유지관리 기술) 기법과 기술을 반영하여 시공 중 또는 준공 완료된 실제 건축물 동특성(고유주파수 등)측정을 통해 건물 거동(해석) 모델을 수립하고, 다양한 지진 발생 시나리오를 가정하고 지진 시나리오별 건물거동모델 사전 지진 피해 응답 DB(해석, 분석, 예측, 평가)를 구축한 후, 지진 발생 시 실시간 계측 자료(값)와응답 DB 연계를 통해, 전문가 정밀검사 수준의 DATA 기반 건물 건전성, 사용 및 재입주 여부 등의 판단 자료를제공할 수 있게 된다.
[0073] 본 발명이 비록 일부 바람직한 실시예에 의해 설명되었지만, 본 발명의 범위는 이에 의해 제한되어서는 아니 되고, 특허청구범위에 의해 뒷받침되는 상기 실시예의 변형이나 개량에도 미쳐야할 것이다.