전 세계적으로 해마다 지진피해로 인하여 재산 및 인명피해가 지속적으로 발생되고 있는 상황이다. 2007년 7월 규모 6.8의 니가타 지진(일본), 8월 규모 8.0의 페루 지진, 2008년 5월 규모 8.0의 쓰촨성 지진(중국), 2009년 4월 규모 6.2의 라퀼라 지진(이탈리아), 2010년 1월 규모 7.0의 아이티 지진, 규모 8.8의 칠레지진, 규모 8.8의 멕시코 지진, 규모 7.0의 크라이스트처치 지진(뉴질랜드)을 비롯하여 최근 2011년 2월 규모 6.3의 크라이스트처치 지진(뉴질랜드), 3월 규모 9.0의 동일본 대지진에 이르기까지 최근 5년간의 대표적인 지진사례를 살펴보더라도 지속적인 지진발생으로 인해 전 지구적으로 막대한 인명·재산피해가 반복적으로 속출하고 있는 상황이다. 현재 우리나라의 경우 규모 6.0이상의 큰 규모의 지진은 1905년 인천에 최초로 설치된 계기관측 이후 발생되지 않았지만, 최근 중국과 일본 등 주변국가에서 대지진으로 인한 피해 규모가 커지는 것으로 보아 이들과 매우 가까운 거리에 있는 한반도에도 지진으로 인한 직접적인 피해뿐만 아니라 2차 피해 발생 가능성을 무시할 수 없는 실정이다.
국내에서는 교육과학기술부의 그린스쿨 사업 일환으로 학교 건축물에 대한 ...
전 세계적으로 해마다 지진피해로 인하여 재산 및 인명피해가 지속적으로 발생되고 있는 상황이다. 2007년 7월 규모 6.8의 니가타 지진(일본), 8월 규모 8.0의 페루 지진, 2008년 5월 규모 8.0의 쓰촨성 지진(중국), 2009년 4월 규모 6.2의 라퀼라 지진(이탈리아), 2010년 1월 규모 7.0의 아이티 지진, 규모 8.8의 칠레지진, 규모 8.8의 멕시코 지진, 규모 7.0의 크라이스트처치 지진(뉴질랜드)을 비롯하여 최근 2011년 2월 규모 6.3의 크라이스트처치 지진(뉴질랜드), 3월 규모 9.0의 동일본 대지진에 이르기까지 최근 5년간의 대표적인 지진사례를 살펴보더라도 지속적인 지진발생으로 인해 전 지구적으로 막대한 인명·재산피해가 반복적으로 속출하고 있는 상황이다. 현재 우리나라의 경우 규모 6.0이상의 큰 규모의 지진은 1905년 인천에 최초로 설치된 계기관측 이후 발생되지 않았지만, 최근 중국과 일본 등 주변국가에서 대지진으로 인한 피해 규모가 커지는 것으로 보아 이들과 매우 가까운 거리에 있는 한반도에도 지진으로 인한 직접적인 피해뿐만 아니라 2차 피해 발생 가능성을 무시할 수 없는 실정이다.
국내에서는 교육과학기술부의 그린스쿨 사업 일환으로 학교 건축물에 대한 내진 성능 확보를 위한 사업이 꾸준히 진행되고 있으나 전반적으로 보면 일부 공동주택에 대한 내진 성능 평가 및 보강을 위한 연구가 시작 단계에 있을 뿐, 다른 용도의 건축물에 대해서는 거의 연구가 진행되지 않고 있는 실정이다. 그러나 국내 중저층 근린생활시설들은 대부분 1970 ～1990년대 초반에 지어진 6층 미만의 건축물로서, 국내 처음으로 1988년 내진설계기준이 건축법 시행령 제16조로 마련되었으나 이 내진설계 기준은 6층 이상의 연면적 100,000m 이상의 건물에만 해당되므로 대부분의 건축물은 내진설계가 적용되지 않았다.
우리나라에 존재하는 건축물 중 가장 많은 분포를 차지하는 중소규모 건축물들은 내진설계기준이 적용되어 있지 않아 지진발생 시 피해 또한 엄청날 것으로 예상된다. 따라서 이러한 내진설계가 반영되지 않은 건축물에 대한 내진성능평가 및 보강에 대한 평가가 절실하게 필요하다.
본 연구에서는 내진설계 미적용 대상 도면을 국내에서 약 320개 수집 하여 구조형식별, 용도별로 분류하였고, 이중 내진 성능평가에 적합한 대표도면을 바탕으로 제 3장에서 조적조의 단독주택 1동(MA-1), 제 4장에서 내력벽 없는 철근콘크리트 라멘조의 근린생활시설 2동(RC-1. RC-2), 제 5장에서 COER WALL있는 철근콘크리트 라멘조 근린생활시설 2동(RW-1, RW-2)을 대상으로 내진성능평가를 수행하였으며, 제 6장에서 구조형식별 결함요인을 파악하고 RC-1을 대상으로 보강 후 성능을 평가하였다.
국내 기준(소방방재청, 시설안전공단) 및 일본내진진단기준의 내진성능평가를 통해 내진설계가 되어있지 않은 건축물을 분석하였고, 구조형식별 결함요인을 분석하여 벽체, 가새, 댐퍼의 적절한 보강방안을 검토하여 다음과 같은 결론을 얻었다.
(1) 2층 단독주택인 조적조 건축물의 내진성능평가 결과
① MA-1의 1차 내진성능평가 결과, 2층은 양방향(X,Y방향) 모두 인명안전 수준으로 나타났다. 1층 X방향은 DCR(요구에 대한 성능의 비) 1.65로서 붕괴위험수준으로 평가되어 건물 전체는 붕괴위험 수준으로 볼 수 있다.
② 소방방재청 기준에 의한 MA-1의 2차 내진성능평가 결과, 2층 X방향은 붕괴방지, Y방향은 인명안전 수준으로 나타났고, 1층 X방향은 붕괴위험, Y방향은 붕괴방지 수준으로 평가되었다. 따라서 건물 전체는 붕괴위험 수준으로 볼 수 있다. 한국시설안전공단 기준에 의한 MA-1의 2차 내진성능평가 결과, 각 부재의 연직하중부담률이 60%로서 붕괴방지수준(80%)을 만족하지 못하므로, 붕괴위험 수준으로 평가되었다.
③ MA-1의 비선형 정적해석을 통한 3차 내진성능평가 결과, X방향 소성힌지 붕괴위험, 층간변위 인명안전 수준으로 나타났고, Y방향 소성힌지 인명안전, 층간변위 즉시거주 수준으로 평가되었다.
(2) 중저층 철근콘크리트 라멘조 건축물의 내진성능평가 결과
① RC-1의 1차 내진성능평가 결과, 구조내진지표에서 제시하는 값이 0.8보다 작아서 불안전한 결과로 나타났다.
② RC-1의 2차 내진성능평가 역시 4층을 제외한 전층이 구조내진지표에서 제시하는 값이 0.6보다 작아서 불안전한 결과로 나타났다.
③ RC-1의 3차 내진성능평가 수행결과, 2400년 재현주기의 2/3수준 성능점에서 X방향 소성힌지 인명안전, 층간변위비 붕괴방지, Y방향 소성힌지 붕괴위험, 층간변위 붕괴방지 수준으로 나타났다.
④ RC-2의 1차 내진성능평가 결과, 1층에서 양방향(X방향, Y방향) 모두 붕괴위험 수준으로 나타났고, 다른 층에 비해 가장 내진성능이 불리하게 나타나 대상건축물의 최종 성능은 붕괴위험 수준으로 나타났다.
⑤ 소방방재청 기준에 의한 RC-2의 2차 내진성능평가 결과, 2층 X방향은 붕괴방지, Y방향은 인명안전 수준으로 나타났고, 1층 X방향은 붕괴위험, Y방향은 붕괴방지 수준으로 평가되었다. 따라서 건물 전체는 붕괴위험 수준으로 볼 수 있다. 한국시설안전공단 기준에 의한 RC-2의 2차 내진성능평가 결과, 각 부재의 연직하중부담률이 30%
전 세계적으로 해마다 지진피해로 인하여 재산 및 인명피해가 지속적으로 발생되고 있는 상황이다. 2007년 7월 규모 6.8의 니가타 지진(일본), 8월 규모 8.0의 페루 지진, 2008년 5월 규모 8.0의 쓰촨성 지진(중국), 2009년 4월 규모 6.2의 라퀼라 지진(이탈리아), 2010년 1월 규모 7.0의 아이티 지진, 규모 8.8의 칠레지진, 규모 8.8의 멕시코 지진, 규모 7.0의 크라이스트처치 지진(뉴질랜드)을 비롯하여 최근 2011년 2월 규모 6.3의 크라이스트처치 지진(뉴질랜드), 3월 규모 9.0의 동일본 대지진에 이르기까지 최근 5년간의 대표적인 지진사례를 살펴보더라도 지속적인 지진발생으로 인해 전 지구적으로 막대한 인명·재산피해가 반복적으로 속출하고 있는 상황이다. 현재 우리나라의 경우 규모 6.0이상의 큰 규모의 지진은 1905년 인천에 최초로 설치된 계기관측 이후 발생되지 않았지만, 최근 중국과 일본 등 주변국가에서 대지진으로 인한 피해 규모가 커지는 것으로 보아 이들과 매우 가까운 거리에 있는 한반도에도 지진으로 인한 직접적인 피해뿐만 아니라 2차 피해 발생 가능성을 무시할 수 없는 실정이다.
국내에서는 교육과학기술부의 그린스쿨 사업 일환으로 학교 건축물에 대한 내진 성능 확보를 위한 사업이 꾸준히 진행되고 있으나 전반적으로 보면 일부 공동주택에 대한 내진 성능 평가 및 보강을 위한 연구가 시작 단계에 있을 뿐, 다른 용도의 건축물에 대해서는 거의 연구가 진행되지 않고 있는 실정이다. 그러나 국내 중저층 근린생활시설들은 대부분 1970 ～1990년대 초반에 지어진 6층 미만의 건축물로서, 국내 처음으로 1988년 내진설계기준이 건축법 시행령 제16조로 마련되었으나 이 내진설계 기준은 6층 이상의 연면적 100,000m 이상의 건물에만 해당되므로 대부분의 건축물은 내진설계가 적용되지 않았다.
우리나라에 존재하는 건축물 중 가장 많은 분포를 차지하는 중소규모 건축물들은 내진설계기준이 적용되어 있지 않아 지진발생 시 피해 또한 엄청날 것으로 예상된다. 따라서 이러한 내진설계가 반영되지 않은 건축물에 대한 내진성능평가 및 보강에 대한 평가가 절실하게 필요하다.
본 연구에서는 내진설계 미적용 대상 도면을 국내에서 약 320개 수집 하여 구조형식별, 용도별로 분류하였고, 이중 내진 성능평가에 적합한 대표도면을 바탕으로 제 3장에서 조적조의 단독주택 1동(MA-1), 제 4장에서 내력벽 없는 철근콘크리트 라멘조의 근린생활시설 2동(RC-1. RC-2), 제 5장에서 COER WALL있는 철근콘크리트 라멘조 근린생활시설 2동(RW-1, RW-2)을 대상으로 내진성능평가를 수행하였으며, 제 6장에서 구조형식별 결함요인을 파악하고 RC-1을 대상으로 보강 후 성능을 평가하였다.
국내 기준(소방방재청, 시설안전공단) 및 일본내진진단기준의 내진성능평가를 통해 내진설계가 되어있지 않은 건축물을 분석하였고, 구조형식별 결함요인을 분석하여 벽체, 가새, 댐퍼의 적절한 보강방안을 검토하여 다음과 같은 결론을 얻었다.
(1) 2층 단독주택인 조적조 건축물의 내진성능평가 결과
① MA-1의 1차 내진성능평가 결과, 2층은 양방향(X,Y방향) 모두 인명안전 수준으로 나타났다. 1층 X방향은 DCR(요구에 대한 성능의 비) 1.65로서 붕괴위험수준으로 평가되어 건물 전체는 붕괴위험 수준으로 볼 수 있다.
② 소방방재청 기준에 의한 MA-1의 2차 내진성능평가 결과, 2층 X방향은 붕괴방지, Y방향은 인명안전 수준으로 나타났고, 1층 X방향은 붕괴위험, Y방향은 붕괴방지 수준으로 평가되었다. 따라서 건물 전체는 붕괴위험 수준으로 볼 수 있다. 한국시설안전공단 기준에 의한 MA-1의 2차 내진성능평가 결과, 각 부재의 연직하중부담률이 60%로서 붕괴방지수준(80%)을 만족하지 못하므로, 붕괴위험 수준으로 평가되었다.
③ MA-1의 비선형 정적해석을 통한 3차 내진성능평가 결과, X방향 소성힌지 붕괴위험, 층간변위 인명안전 수준으로 나타났고, Y방향 소성힌지 인명안전, 층간변위 즉시거주 수준으로 평가되었다.
(2) 중저층 철근콘크리트 라멘조 건축물의 내진성능평가 결과
① RC-1의 1차 내진성능평가 결과, 구조내진지표에서 제시하는 값이 0.8보다 작아서 불안전한 결과로 나타났다.
② RC-1의 2차 내진성능평가 역시 4층을 제외한 전층이 구조내진지표에서 제시하는 값이 0.6보다 작아서 불안전한 결과로 나타났다.
③ RC-1의 3차 내진성능평가 수행결과, 2400년 재현주기의 2/3수준 성능점에서 X방향 소성힌지 인명안전, 층간변위비 붕괴방지, Y방향 소성힌지 붕괴위험, 층간변위 붕괴방지 수준으로 나타났다.
④ RC-2의 1차 내진성능평가 결과, 1층에서 양방향(X방향, Y방향) 모두 붕괴위험 수준으로 나타났고, 다른 층에 비해 가장 내진성능이 불리하게 나타나 대상건축물의 최종 성능은 붕괴위험 수준으로 나타났다.
⑤ 소방방재청 기준에 의한 RC-2의 2차 내진성능평가 결과, 2층 X방향은 붕괴방지, Y방향은 인명안전 수준으로 나타났고, 1층 X방향은 붕괴위험, Y방향은 붕괴방지 수준으로 평가되었다. 따라서 건물 전체는 붕괴위험 수준으로 볼 수 있다. 한국시설안전공단 기준에 의한 RC-2의 2차 내진성능평가 결과, 각 부재의 연직하중부담률이 30%
Globally, property losses and human victims are continuously happening due to earthquakes every year. Throughout the world, enormous property losses and human victims are appearing repeatedly due to continuous earthquakes when taking a look at the representative earthquakes examples for the recent 5...
Globally, property losses and human victims are continuously happening due to earthquakes every year. Throughout the world, enormous property losses and human victims are appearing repeatedly due to continuous earthquakes when taking a look at the representative earthquakes examples for the recent 5 years covering the Christchurch(New Zealand) earthquake of magnitude 6.3 in February 2011 and the Eastern Japan big earthquake of magnitude 9.0 in March 2011 as well as the Niigata(Japan) earthquake of magnitude 6.8 in July 2007, the Peru earthquake of magnitude 8.0 in August 2007, the Sichuan Province(China) earthquake of magnitude 8.0 in May 2008, the L'Aquila(Italy) earthquake of magnitude 6.2 in April 2009, the Haiti earthquake of magnitude 7.0 in January 2010, the Chille earthquake of magnitude 8.8, the Mexico earthquake of magnitude 8.8, and the Christchurch(New Zealand) earthquake of magnitude 7.0. In Korea, since the meter was installed at Incheon in 1905 for observation for the first time, no big earthquake of magnitude 6.0 or higher has taken place, but when considering that its surrounding nations such as China, Japan, etc. suffer large damage due to big earthquakes recently, the possibility of direct damage and secondary damage of earthquakes to Korean peninsula located very closely to them cannot be neglected.
In Korea, a project to secure the seismic performance of a school building is continuously carried out as a part of the green school project of Ministry of Education, Science and Technology, but almost no research is carried out for other purpose buildings except for the start stage of research to evaluate and reinforce the seismic performance of some apartment houses in general. However, most of the domestic middle and low-rise neighborhood living facilities are buildings of less than 6 stories built at the early 1970s～1990s, so a seismic design criterion was prepared as architecture law, enforcement ordinance, article 16 in 1998 for the first time in Korea, but this seismic design criterion corresponds to a 6 or higher story building of 100,000m or more total floor area, so the seismic design is not applied to most of the buildings.
middle and low-rise buildings distributed most among the existing buildings in Korea are expected to be subjected to enormous damage in case of an earthquake because no seismic design criterion applies to them. Therefore, it is keenly necessary to evaluate the seismic performance and reinforcement of a building on which this seismic design is not reflected.
This study collected about 320 drawings not subjected to seismic design in Korea, classified them by structure types and uses, carried out seismic performance evaluation for a detached masonry house(MA-1) in Chapter 3, two neighborhood reinforced concrete rigid frame living facilities(RC-1, RC-2) without bearing wall in Chapter 4 and two neighborhood reinforced concrete rigid frame living facilities(RW-1, RW-2) with CORE wall in Chapter 5 based on the representative drawings suitable for seismic performance evaluation among them, grasped the defect factors by structure types in Chapter 6, and evaluated the performance after reinforcement for RC-1.
This study analyzed some non-seismically design buildings through seismic performance evaluation based on Korean criteria(National Emergency Management Agency, Korea Infrastructure Safety & Technology Corporation) and Japanese seismic diagnosis criteria, analyzed defect factors by structure types, and reviewed a proper reinforcement plan for walls, braces and dampers to obtain the following conclusions.
(1) Seismic performance evaluation result of a masonry building, a 2-story detached house
① As a result of the 1st seismic performance evaluation for MA-1, the second floor appeared to be safe for human life in both directions (X, Y direction). The first floor was evaluated to be at a collapse risk with DCR(the ratio of performance to demand) 1.65 in the X direction, so the whole building can be regarded to be at a collapse risk.
② As a result of the 2nd seismic performance evaluation for MA-1 according to the criterion of National Emergency Management Agency, the second floor appeared to be at a collapse prevention level in the X direction and safe in the Y direction, and the first floor was evaluated to be at a collapse risk in the X direction and at a collapse prevention level in the Y direction. Therefore, the whole building can be regarded to be at a collapse risk. As a result of the 2nd seismic performance evaluation for MA-1 according to the criterion of Korea Infrastructure Safety & Technology Corporation, the vertical load burden ratio of each member is 60% which cannot satisfy the collapse prevention level (80%), so it was evaluated to be at a collapse risk.
③ As a result of the 3rd seismic performance evaluation through a nonlinear static analysis for MA-1, the X direction appeared to be at a plastic hinge collapse risk and safe for human life in the inter-floor displacement, and the Y direction was evaluated to be safe for human life in the plastic hinge and at an immediate living level in the inter-floor displacement.
(2) Seismic performance evaluation result of a middle and low-rise reinforced concrete rigid frame building
① As a result of the 1st seismic performance evaluation for RC-1, the value presented in the structural seismic index is less than 0.8, which is an unstable result.
② As a result of the 2nd seismic performance evaluation for RC-1, the value presented in the structural seismic index for all floors except for the 4th floor is 0.6, which is an unstable result.
③ As a result of the 3rd seismic performance evaluation for RC-1, the X direction is safe for human life in the plastic hinge and at a collapse prevention level in the inter-floor displacement, and the Y direction is at a collapse risk in the plastic hinge and at a collapse prevention level in the inter-floor displacement at a
Globally, property losses and human victims are continuously happening due to earthquakes every year. Throughout the world, enormous property losses and human victims are appearing repeatedly due to continuous earthquakes when taking a look at the representative earthquakes examples for the recent 5 years covering the Christchurch(New Zealand) earthquake of magnitude 6.3 in February 2011 and the Eastern Japan big earthquake of magnitude 9.0 in March 2011 as well as the Niigata(Japan) earthquake of magnitude 6.8 in July 2007, the Peru earthquake of magnitude 8.0 in August 2007, the Sichuan Province(China) earthquake of magnitude 8.0 in May 2008, the L'Aquila(Italy) earthquake of magnitude 6.2 in April 2009, the Haiti earthquake of magnitude 7.0 in January 2010, the Chille earthquake of magnitude 8.8, the Mexico earthquake of magnitude 8.8, and the Christchurch(New Zealand) earthquake of magnitude 7.0. In Korea, since the meter was installed at Incheon in 1905 for observation for the first time, no big earthquake of magnitude 6.0 or higher has taken place, but when considering that its surrounding nations such as China, Japan, etc. suffer large damage due to big earthquakes recently, the possibility of direct damage and secondary damage of earthquakes to Korean peninsula located very closely to them cannot be neglected.
In Korea, a project to secure the seismic performance of a school building is continuously carried out as a part of the green school project of Ministry of Education, Science and Technology, but almost no research is carried out for other purpose buildings except for the start stage of research to evaluate and reinforce the seismic performance of some apartment houses in general. However, most of the domestic middle and low-rise neighborhood living facilities are buildings of less than 6 stories built at the early 1970s～1990s, so a seismic design criterion was prepared as architecture law, enforcement ordinance, article 16 in 1998 for the first time in Korea, but this seismic design criterion corresponds to a 6 or higher story building of 100,000m or more total floor area, so the seismic design is not applied to most of the buildings.
middle and low-rise buildings distributed most among the existing buildings in Korea are expected to be subjected to enormous damage in case of an earthquake because no seismic design criterion applies to them. Therefore, it is keenly necessary to evaluate the seismic performance and reinforcement of a building on which this seismic design is not reflected.
This study collected about 320 drawings not subjected to seismic design in Korea, classified them by structure types and uses, carried out seismic performance evaluation for a detached masonry house(MA-1) in Chapter 3, two neighborhood reinforced concrete rigid frame living facilities(RC-1, RC-2) without bearing wall in Chapter 4 and two neighborhood reinforced concrete rigid frame living facilities(RW-1, RW-2) with CORE wall in Chapter 5 based on the representative drawings suitable for seismic performance evaluation among them, grasped the defect factors by structure types in Chapter 6, and evaluated the performance after reinforcement for RC-1.
This study analyzed some non-seismically design buildings through seismic performance evaluation based on Korean criteria(National Emergency Management Agency, Korea Infrastructure Safety & Technology Corporation) and Japanese seismic diagnosis criteria, analyzed defect factors by structure types, and reviewed a proper reinforcement plan for walls, braces and dampers to obtain the following conclusions.
(1) Seismic performance evaluation result of a masonry building, a 2-story detached house
① As a result of the 1st seismic performance evaluation for MA-1, the second floor appeared to be safe for human life in both directions (X, Y direction). The first floor was evaluated to be at a collapse risk with DCR(the ratio of performance to demand) 1.65 in the X direction, so the whole building can be regarded to be at a collapse risk.
② As a result of the 2nd seismic performance evaluation for MA-1 according to the criterion of National Emergency Management Agency, the second floor appeared to be at a collapse prevention level in the X direction and safe in the Y direction, and the first floor was evaluated to be at a collapse risk in the X direction and at a collapse prevention level in the Y direction. Therefore, the whole building can be regarded to be at a collapse risk. As a result of the 2nd seismic performance evaluation for MA-1 according to the criterion of Korea Infrastructure Safety & Technology Corporation, the vertical load burden ratio of each member is 60% which cannot satisfy the collapse prevention level (80%), so it was evaluated to be at a collapse risk.
③ As a result of the 3rd seismic performance evaluation through a nonlinear static analysis for MA-1, the X direction appeared to be at a plastic hinge collapse risk and safe for human life in the inter-floor displacement, and the Y direction was evaluated to be safe for human life in the plastic hinge and at an immediate living level in the inter-floor displacement.
(2) Seismic performance evaluation result of a middle and low-rise reinforced concrete rigid frame building
① As a result of the 1st seismic performance evaluation for RC-1, the value presented in the structural seismic index is less than 0.8, which is an unstable result.
② As a result of the 2nd seismic performance evaluation for RC-1, the value presented in the structural seismic index for all floors except for the 4th floor is 0.6, which is an unstable result.
③ As a result of the 3rd seismic performance evaluation for RC-1, the X direction is safe for human life in the plastic hinge and at a collapse prevention level in the inter-floor displacement, and the Y direction is at a collapse risk in the plastic hinge and at a collapse prevention level in the inter-floor displacement at a
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