건축물과 지진 내진설계의 중요성
분야
hwp 먼저 각각의 의미를 알아보면
① 내진구조는 지진으로부터 건물의 피해를 줄일 수 있는 구조라는 포괄적인 개념과 면진구조와 제진구조와 구분되는 독립적인 의미도 가지고 있습니다. 즉, 내진은 면진과 제진의 개념을 포함하고 있다고도 볼 수 있으나, 구체적인 의미로 구분하여 볼 때, 내진은 지진력을 구조물의 내력으로 감당해내자는 개념이고, 면진은 지진력의 전달을 줄이자는 개념이며 제진은 지진력에 맞대응하자는 능동적인 개념이다. 내진이란 구조물을 아주 튼튼하게 지어서 지진의 지진력이 작용해도 구조내력에 의해 대항하게 하겠다는 개념이다. 구조물을 튼튼하게 짓는다는 것은 곧 구조물을 구성하는 부재의 강도 및 인성 등 부재력을 크게 한다는 것이다.
면진의 개념을 자세히 살펴보면 면진이란 지진격리 또는 지반분리, 기초분리 등으로 해석될 수 있다. 구조물이 지반에서 떨어져 있다면 지진력이 전달되지 않지만 수직하중을 받는 구조물이 떠있게 할 수 는 없다. 면진은 지반에서 발생하는 지진력이 구조물에 제대로 전달되지 않도록 구조적으로 격리시키는 방법이다. 진동수(고유주기)가 같거나 유사한 물체들은 공진현상을 일으키게 되는데, 지진력은 공진현상에 따라 쉽게 구조물을 뒤흔들어 피해를 주게 된다. 구조물의 고유주기를 인위적으로 길게 하여 지진과 구조물과의 공진을 막아 지진력이 구조물에 상대적으로 약하게 전달되도록 하는 것이 면진구조의 기본적인 개념이다.
제진은 구조물의 내부나 외부에서 구조물의 진동에 대응한 제어력을 가하여 구조물의 진동을 저감시키거나 구조물의 강성이나 감쇠 등을 입력진동의 특성에 따라 순간적으로 변화시켜 구조물을 제어하는 개념이다. 즉, 구조물에 입력되는 지반진동과 구조물의 응답을 계산하여 이와 반대되는 방향의 제어력을 인위적으로 구조물에 가하거나, 입력되는 진동의 주기성분을 즉각적으로 분석하여 공진을 피할 수 있도록 구조물의 진동특성을 바꾸는 것이다.
2. 내진설계방법
1) 내진설계의 중요성
내진설계란 앞에서 말했던 것처럼 일반적으로 구조물의 동적 특성, 지진의 특성 및 지반의 특성을 고려하여 지진에 안전할 수 있도록 구조물을 설계하는 것을 말한다.
최근들어 내진설계의 중요성이 강조되고 있는데 그 이유는 금세기에 들어서 세계적으로 대규모의 지진활동이 활발해지고 있으며, 그에 따른 피해 또한 크게 발생하고 있다. 일반적으로 우리나라는 지진에 대해 안전지대로 생각되어져 왔지만, 조선왕조실록, 삼국사기, 고려사 등 역사 문헌과 중국화북조선지진목록에 나와 있는 지진피해 기록을 살펴보면 적지 않은 횟수의 강진이 발생했음을 알 수 있다. 이와 같은 역사 지진이나 최근의 계기지진의 경향에 비추어 볼 때, 큰 피해를 줄 수 있는 대규모의 지진이 발생할 가능성은 항상 존재한다고 볼 수 있다.
2) 내진설계의 일반적인 절차
내진설계의 일반적인 절차는 우선 대상 시설물의 중요도나 지역별 지진재해 발생 가능성 등에 따라서 내진등급을 분류하고, 그 등급별 내진성능수준을 결정한다. 그 다음 재현주기별 위험도계수를 결정하고, 대상시설물이 속한 지역에 따라 지진구역이 결정되면 대상시설물이 위치할 지역의 지반등급을 분류한다. 이에 따라 지진계수가 결정되면 설계지진의 응답스펙트럼을 결정할 준비가 끝난 것이다. 설계응답스펙트럼을 결정하고 나면, 내진성능수준을 결정하고 이에 따라 설계지진동을 결정하고 적당한 내진설계방법으로 내진설계를 수행한다. 시설물별 내진설계는 우선 어떤 방법으로 내진설계를 수행할 것인가를 결정하고 설계지진에 따라 설계지진력 및 설계변위를 결정한다. 그 다음 구조별, 또는 부재별 설계가 적정한가를 판단하는 순서로 내진설계를 수행한다.
3) 내진설계 대상 20개 법정시설물
