지진에 대비한 경기도 내진대책과 정책개선
제5장 지진대응을 위한 분야별 기술적 고려사항
제1절 내진성능 보강대책 및 구조별 고려사항
1. 내진설계: 건축구조기준 (KBC 2016)
2) 성능기반내진설계 (Performance-based seismic design)
③ 성능기반내진설계의 절차
성능기반내진설계의 절차를 <그림 0-17>에 나타냈다. 제시된 설계 절차는 대한건축학회에서 발간한 “공동주택 성능기반 내진설계 지침”에 제시된 내력벽식 아파트를 위한 설계절차지만, 일반 건축물에도 동일하게 적용할 수 있는 절차이다. 그림에 나타낸 바와 같이, 성능기반설계는 1) 성능목표 설정, 2) 지진위험도 및 설계 가속도응답스펙트럼 결정, 3) 등가정적해석에 의한 기본 설계, 4) 비선형 정적해석을 통한 1차 검증, 5) 비선형 동적해석을 통한 2차 검증의 순으로 진행된다.
성능기반설계에서는 비탄성정적해석과 비탄성동적해석법의 두 방법을 모두 사용하여 지진에 대한 건축물의 안전을 검증해야 한다.
원칙적으로 비탄성동적해석을 수행하면 충분하지만 비탄성동적해석의 경우 해석의 신뢰성을 확보하기 어려우며, 해석결과만을 가지고 엔지니어가 설계 및 해석입력의 오류를 판단하기 어렵기 때문에 검증차원에서 비탄성정적해석에 의한 검증이 요구된다.
최소강도 규정은 건축물의 등가정적해석법에 의한 설계 밑면전단력의 크기가 밑면전단력의 75%보다 작지 않아야 한다는 것이다.
성능기반설계 결과는 비탄성해석, 내진설계, 성능설계법, 지반운동 및 지반-구조물 상호작용 분야의 전문적인 지식과 경험을 갖춘 내진공학 전문가로부터 검토를 받아야한다. 검증이 필요한 사항은 다음과 같다.
⋅ 성능목표, 성능설계전략, 예상 파괴메카니즘
⋅ 부재와 장치의 비탄성변형능력 및 관련 연성상세
⋅ 비탄성해석방법 및 프로그램의 선택. 해석모델, 입력자료, 결과분석의 적절성
⋅ 구조물 및 각 부재의 비탄성거동의 적절성. 강도, 변형능력, 초과강도의 검증
⋅ 안전성 및 경제성의 검증과 최소강도 규정의 준수
⋅ 지반지진이력의 선정, 지반에 의한 이력증폭을 고려하기 위한 부지응답해석
경기도의 내진설계율 12.3%로 취약, 대부분 공동주택으로 나타나
건물 내진설계는 밑면 전단력의 크기가 밑면 전단력의 몇 퍼센트보다 작으면 안 될까
75%