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내진설계 시작은 무엇일까요?

어떠한 지반가속도를 사용할지 결정하는 것입니다.

내진설계 과정은 무엇일까요?

여기에 지반특성에 따른 증폭, 건물특성에 따른 응답을 계산하는 것입니다.

내진설계 종료는 무엇일까요? 

얼마의 층간변위가 발생했는지를 확인하는 것입니다.


내진설계 시작에서 지진구역계수S가 지반가속도입니다.

더 상세하게는 

재현주기 return period 2400년의 

최대예상지진 Maximum Considered Earthquake (MCE)에 대한 

유효지반가속도 Effective Peak Acceleration (EPA)입니다.


어떤 유효지반가속도를 사용할 수 있을까요?

아래 두 가지 중에서 선택할 수 있습니다.

하나는 KBC2016 표 0306.3.1에서 해당지역의 지진구역계수로 하는 것.

다른 하나는 KBC2016 그림 0306.3.1 재현주기 2400년 국가지진위험지도를 이용해 결정하는 것.

이때 지도를 이용해 결정한 값은 표 값의 80%보다 작지 않게 할 것.

  

이 두 가지는 각각 어떤 경우에 적용할까요?

기술자 재량입니다.

일반적으로 표에서 0.22g 또는 0.14g중에 해당지역의 것을 적용합니다.

경제성을 고려한 최적화 설계이거나, 

고층 또는 비정형 건물로서 최종결과 층간변위가 약간 초과하는 경우에는 지도의 값을 고려해서 적용합니다.


이렇게 선정한 유효지반가속도가 설계에 그대로 사용될까요?

아닙니다.

선정한 유효지반가속도 즉, MCE의 2/3로 줄인 설계지진 Design Basis Earthquake(DBE)이 적용되는 것입니다.

이럴 경우 감소된 가속도 값은 2400년 재현주기가 아닌, 1000년 재현주기의 지진을 염두하는 것으로 보여지기도 하고,

MCE를 그대로 적용시 과도한 설계가 되어 경제성을 고려한 감소계수를 적용한 것이라는 의견도 있지만, 

실제는 경험적 안전율을 적용한 개념입니다.

1994년 우리에게는 LA대지진으로 잘 알려진 노스리지지진으로 많은 건물들이 붕괴 또는 손상되었는데, 

그 사례들을 면밀히 조사하고 통계낸 결과, 

유사한 규모에 동일한 시스템의 건물들 중 실제붕괴 비율을 고려하여,

확률상 1.5배의 안전율을 인정한 것입니다.   

단주기설계스펙트럼가속도 SDS와 1초주기설계스펙트럼가속도 SD1 산정식에 적용되는 2/3의 값이 이러한 의미입니다.


그리고, _


위의 표(Regional Chart Minimum EPA)는 실무자가 내진설계시 고민을 다소 줄여줄 목적으로 작성되었지만, 

적정한 유효지반가속도 값의 선택은 건축구조기술사의 판단에 따라야 할 것입니다.

즉, 위의 표가 정답은 아니라는 점을 분명히 합니다.


가장 간편하면서 약간이라도 더 지진저항 여유력을 확보할 수 있는 것은 지진구역계수 값을 적용하는 것이지만,

경제성을 추구하거나, 

고층의 비정형구조물 또는 초고층 구조물인 경우로서 지진구역계수 값을 적용하면

 내진설계 결과에서 층간허용변위비가 초과할 때(또는 그렇게 예상될 때) 국가지진위험지도의 값을 적용합니다.


국가지진위험지도의 값을 적용할 때에는

기술자간에 서로 다른 이견이 충분히 발생할 수 있습니다.

A라는 기술자는 위의 표와 같이 다소 보수적인 값을 적용하고,

B라는 기술자는 위의 표 값보다 0.1 작은 값을 적용합니다.


기술자 A는 국가지진위험지도에 표현된 유효지반가속도 수치가 

선과 선 사이의 영역이 아닌, 선에 표시 되어 있으므로 상식적으로 등치선으로 볼 수 밖에 없고, 

방방재청과 한국지질자원연구원이 제출한 

「활성단층지도 및 지진위험 지도제작」 '1.5.4 확률론적 지진위험도(지진재해도)계산결과'에서 "등고선간격" 설정값 언급,

미국 IBC.2012 pp.368~375.에서도 

지도에 contour intervals(등고선 간격) %g를 표기한 것과 

간격 사이에 최대, 최소, 특이점 위치에 포인트"+"를 표식하고 값을 명기한 점,

그리고 건축구조기준과 해설에서 선과 선사이 중간지역 값의 결정방법에 대한 명기가 별도로 없으므로

불리한 값으로서 보수적인 값으로 결정해야 한다는 의견입니다.  


기술자 B는 위의 표보다 작은 값을 유효지반가속도로서 보는 이유를, 

0.14(14%)선상에 걸치는 화천, 양구, 인제, 속초, 고성 뿐만 아니라,

0.14(14%)선과 0.15(15%)선 사이 지역인 철원, 춘천, 홍천, 횡성, 평창, 양양까지 강원 북부지역이 모두

가장 보수적인 기준으로서 지역구역계수 0.14g에 속하므로 이를 바탕으로 합리적으로 유추한다면

이 선상의 수치는 계단식 등고의 경계에서 큰 값을 안내하는 것으로 볼 수도 있다는 것입니다.


위 두가지 의견에서 어느 것이 정답일까요?

 


BMTARS171219-1.Korean-Seismic-Risk-Map.pdf

BMTARS171219-2.Korean-Seismic-Risk-Chart.pdf



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댓글
  • 프로필사진 곽영광 안녕하세요 대구같은 경북 지역쪽은 0.19 범위안에 있어서 0.2를 쓰는 경우도 있지만 안에 0.2라는 구역이 적혀있지않아 0.19 구역 안을 일괄적으로 0.19로 적용하는 실무자도 많은걸로 알고있는데요, 이거에 대해서 어떻게 해석을 하는게 맞다고 보시는지...? 2018.04.05 13:52 신고
  • 프로필사진 BMTARS 내진설계는 건축구조기술사의 전문적 견해와 경험을 바탕으로하는 판단에 의하여야 할 것입니다.
    즉 안전성 지향적 견해라면 0.20 또는 0.22를 적용할 수 있고, 경제성 지향적 견해라면 0.19를 적용할 수 있으며, 이에 대해서 어떤 값이 정답이다라고 할 수 없고, 대신에 건축구조기술사가 실시한 내진설계라면 올바른 범위내에서 적정한 값을 전문적 판단에 의거 적용한 것으로 보아야 할 것입니다.
    2018.04.05 15:35 신고
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