구조물 내진설계에 관한 연구

목차

서론 ‥‥‥‥ 지진발생 및 평가
1.지진의 발생
2. 지진의 규모 및 진도
3. 한반도 지질 및 지진의 특성
4.한반도의 지진

본론 ‥‥‥‥ 내진설계
1. 교량의 내진설계
2. 지하구조물의 내진설계
3. 국내내진설계 규준(KS)

결론

본문내용

요한 것은 지진발생 뒤의 대비책이다. 앞으로 우리나라도 건축물과 시설물의 내진설계가 집중 연구되고 논의되어야 한다. 특히 공공시설물 정지로 인한 제2차재해 등 막대한 사회혼란과 인명피해, 국가산업기간망의 피해를 막는데 우리 모두가 노력을 기울이고 연구해야 한다. 자연재해는 인간의 의지와 무관하다. 철저한 대비만이 자연의 노여움을 어느 정도 피해갈 수 있는 길이다.
우리나라 내진설계는 지난 1986년부터 일부 건축물에 대해서 시행되기 시작하였고 1988년부터는 보다 많은 건축 구조물들에 대하여 내진설계가 시행되고 있다. 그러나 내진설계기준을 제정할 당시에는 구내의 여러 가지 현실적인 여건을 고려하여 6층 이상의 건축구조물을 중심으로 하여 기준이 제정되었다. 내진설계가 시행 된지 10년이 되는 현재의 시점에서 볼 때에 우리나라의 내진설계기준에는 여러 가지로 수정되어야 할 부분이 많으면 국내의 구조기술자들의 내진설계기술도 상당히 향상되었다고 할 수 있으므로 이제는 내진설계기준을 좀 더 나은 방향으로 개정할 수 있는 여건이 갖추어 지고 있다고 본다.
현재까지 국내에는 내전구조계획이라는 용어가 흔히 사용되지 않고 있다.
다시 말하자면 현행 구조설계는 지전에 대비해서 구조계획을 세운다기 보다는 연직하중과 풍하중에 대해서 설계해 오던 그대로 구조계획을 한 후에 지진에 대해서는 내진설계기준에서 정한대로 단면의 설계를 수행해서 내진설계를 하고 있다는 것이다. 예를 들면 중저층 아파트 건물에 사용되던 벽식 구조방식이 28층 아파트건물에서도 그대로 적용되고 있으며 벽의 두께나 철근의 양을 증가시키는 방법으로 설계를 마무리하게 되는 것이 현재의 내전설계 수준이다. 이러한 현상은 내진설계에 대한 근본적인 지식이 구조기술자들이게 충분히 보급이 되지 않고 있기 때문에 발생한다고 생각되며 이러한 문제를 해결하기 위해서는 내진설계에 관한 교육의 강화와 우리의 실정에 맞는 구조방식의 개발을 위한 연구가 필요하다고 판단된다.
아직까지는 국내에서 지진의 위험도를 제대로 인식하지 못하고 있어서 내진설계나 시공과정에서 지진에 대한 철저한 배려가 제대로 되지 못하고 있다는 것이 일반적인 인식이다. 이러한 현실적 문제는 지진위험도에 대한 인식부족과 아울러 구조기술자들에 대한 내진설계 분야의 교육이 제대로 수행되지 않고 있는데도 그 원인이 있을 것이다. 내진설계를 위하여 필수적인 교과목이 대학과정에서는 물론이고 대학원과정에서도 제대로 개설되지 못하는 경우가 많으면 따라서 내진설계에 관한 교육도 원리보다는 기준의 적용에 중점을 두는 수가 많은 것이 가장 큰 현실적인 문제이다.
현재 우리나라 내진설계에서 수정되고 보완되어야 할 사항이다.
(1) 지역 계수
내진설계에서 가장 중요한 요소는 각 지역의 지진위험도를 나타내는 지역 계수이다. 현재는 2가지의 지진구역으로 나누어 지역계수를 설정하고 있는데 우리나라의 지진위험도를 재평가해 보고 필요한 경우에는 이를 조절하여야 한다.
(2) 중요도 계수
중요도를 지정하기 위한 건물용도별 분류를 다시 확인하고 필요하다고 생각되는 경우에는 지정하여야 한다. 현재는 지진피해복구에 중점을 두고 중요도가 설정되어 있지만 중요국가기관이나 군사시설에 대한 내진설계를 강화하여 국가의 안보에 관련된 건물에 대해서 특별한 고려를 할 필요가 있다.
(3) 반응수정 계수
구조형식별로 지정되어 있는 반응수정 계수를 좀 더 세분화하고 조정할 필요가 있다. 우리나라에서 가끔 발생할 것으로 예상되는 지진의 규모가 매우 크지는 않을 것이라고 가정을 하면 큰 규모의 지진이 가끔 일어나는 미국이나 일본에서와 같이 구조물의 연성거동에 지나치게 의존하는 것보다는 구조물이 상당한 강도를 가지도록 하는 것이 지진피해의 방지를 위하여 더 좋을 수도 있다고 본다.
(4) 전도 모멘트
고층건물에 대해서 전도모멘트를 수정(감소)하는 것은 구조동역학 이론에 의하면 합리적이며 경제적인 내진설계의 방법이 될 수 있다. 그러나 이런 이론을 적용한 구조물에 대해서 다수의 지진피해가 보고되고 있으므로 미국의 UBC에서는 이러한 조항을 삭제하고 있다. 그러므로 우리도 전도 모멘트의 수정에 관한 조항을 다시 분석해보고 불필요하다고 판단되면 삭제하는 것이 현실적으로 바람직하다고 본다.
(5) 동적 해석
내진설계 도입 초기에는 국내기술자들의 기술적 수준을 감안하여 요구하지 못한 동적해석법이 이제는 어느 정도 보급되어 있으므로 지진해석방법으로 동적해석법을 규정해 줌으로써 혼란을 방지하고 내진설계의 질적 수준을 향상시킬 수 있을 것이다.
(6) 연직 진동
우리나라에서 예상되는 지진의 규모가 매우 크지는 않은 점을 고려할 때 멀리서 발생하는 매우 큰 지진보다는 가까운 지역에서 발생하는 중간정도의 지진을 주된 대상으로 설정하는 것이 바람직하다. 따라서 지반의 수평진동과 아울러 연직진동을 고려하는 것이 필요하다고 본다.
(7) 내진 구조상세
각각의 구조형식이 지정된 반응수정 계수를 가질 수 있도록 하는 내진 구조상세가 현재의 기준에는 제대로 규정되어 있지 않아서 반응수정 계수의 사용이 무의미하게 되는 경향이 있다. 그러므로 내진 구조상세에 관한 조항을 추가하는 일이 시급하다.
(8) 비정형 구조물
동적해석법이 기준에 규정되는 경우에는 내진성능이 떨어진다고 알려진 비정형구조물에 관한 정의를 분명히 규정하고 동적해석법을 사용하도록 요구함으로써 이러한 구조물에 발생할 지진피해를 줄이고 합리적인 구조방식으로 유도할 필요가 있다고 본다.
(9) 기준적용범위
내진설계기준의 제정 당시에는 국내의 현실을 감안하여 한시적인 방법으로 일부 제한된 범위의 건물에 대해서만 내진설계를 요구하였으나 앞으로는 내진설계기준의 적용범위를 모든 건물로 확대시킬 필요가 있다. 왜냐하면 우리나라의 지각구조를 고려하면 저층의 구조물이 지진의 영향을 더 많이 받게 될 것이기 때문이다.
(10) 조적조 방식
대부분의 저층건물은 조적조 방식으로 건설되고 있다. 그러나 현재의 내진설계기준의 적용범위가 대형구조물 위주이므로 이러한 구조방식에 대한 내진설계를 분명히 규정하고 있지 않다. 따라서 내진설계기준의 적용범위를 확대함과 동시에 조적조 방식에 대한 조항을 추가하는 것이 절대적으로 필요하다.

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구조물,   내진설계,   논문,   철근콘크리트