A study on design procedure to determine optimal design load and reliability for novel offshore installations

Abstract

본 논문에서는 새롭게 개발되는 해상 구조물의 최적 설계하중 및 목표 신뢰도를 결정하는 방법론을 연구하였다. 경제적인 관점에서의 목표 신뢰도를 결정하기 위해 Life-cycle cost (LCC) 분석을 수행하였다. 초기 투자 비용(CAPEX), 운영 비용(OPEX), 구조물이 극한 환경 하중에 의해 파괴될 때 발생할 수 있는 경제적 손실(RISKEX)이 LCC계산에 고려되었다. 극한 환경 조건 및 하중을 산출하는 확률 모델을 기반으로 구조물의 파괴 확률을 추산할 수 있는 방법을 연구하였다. 정확한 RISKEX를 계산하기 위해 구조물의 파괴 정도를 나누고, 그 정도에 따라 각기 다른 파괴 확률을 고려하였다. Pile Guide System (PGS)이라는 신개념 해상 구조물을 부산 신항과 북항 근처에 설치할 것으로 가정하여 사례 연구를 진행하였고, LCC 분석을 바탕으로 각 지역에서의 목표 신뢰도를 결정하였다. 선급 회사들이 해상 구조물의 목표 신뢰도를 한 값으로 제시하고 있지만, 같은 해상 구조물을 설계할 때에도 설치 지역에 따라 최적 설계하중과 목표 신뢰도는 바뀔 수 있다. 따라서 본 연구에서 제안한 방법론은 새로운 해상 구조물의 목표 신뢰도를 결정하는데 있어서 유용할 것으로 판단된다.