Dynamic Response Analysis of Offshore Guyed Tower Subjected to Strong Earthquake under Moderate Random Waves

지진과 파랑하중을 동시에 받는 해양 가이드 타워의 비정상 동적 응답해석

Presented is a method for nonstationary response analysis of an offshore guyed tower subjected to strong earthquake motions under moderate random waves and current loadings. By taking the time varying envelope function and the auto-correlation function of the ground acceleration in terms of complex exponential functions, an analytical procedure is developed for computing time varying variances of the tower response. The stationary responses due to small random waves are obtained by using frequency domain method, and the results are combined with the nonstationary results due to earthquakes. Finally, the expected maximum responses are estimated. Through the example analyses, the nonstationary method developed in this study is verified, and the contributions of the earthquake, wave and current loadings to the total maximum response are investigated.

본 연구는 규모가 큰 지진하중에 대한 해양 가이드 타워의 비정상과정 거동해법에 주안점을 두었으며, 아울러 작은 파랑이나 조류하중이 동시에 작용할 수 있는 경우도 고려하였다. 지진에 의한 지반운동의 비정상특성은 정상과정 성분에 지수함수의 시간포락함수를 곱하는 형태로 모형화하였다. 동적거동의 비정상과정 분산값을 해석적인 방법으로 산출하였다. 운동방정식에 계류장치의 비선형 복원력과 파동에 의한 비선형 점성저항력을 추계론적 최적화기법으로 선형화하여 동적해석을 수행하였다. 지진의 발생기간동안 예상되는 중급의 파랑하중에 의한 영향을 최대거동 산정시 고려하였다. 중급 파고조건에 대한 파랑하중은 지속기간이 상당히 길어서 정상과정으로 취급할 수 있으므로 이에 대해서는 주파수 영역해석을 사용하여 동적거동을 산출하고 이 결과를 지진에 의한 비정상과정거동에 반영하였다. 예제해석으로부터 비정상과정 해석방법을 검증하고, 지진과 파랑 및 조류하중의 각 성분이 전체응답에 미치는 영향을 분석하였다.