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국내 지반특성에 적합한 지반분류 방법 및 설계응답스펙트럼 개선에 대한 연구 (I) - 국내 내진설계기준의 문제점 분석
Development of Site Classification System and Modification of Design Response Spectra considering Geotechnical Site Characteristics in Korea (I) - Problem Statements of the Current Seismic Design Code 원문보기

한국지진공학회논문집 = Journal of the Earthquake Engineering Society of Korea, v.10 no.2 = no.48, 2006년, pp.39 - 50  

윤종구 (한국유지관리(주) 지반설계사업부) ,  김동수 (한국고학기술원 건설및환경공학과) ,  방은석 (한국고학기술원 건설및환경공학과)

초록
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본 논문에서는 국내 162개 지반에 대한 전단파속도 주상도, 기반암 깊이 및 지반의 동적변형특성을 획득하여 등가선형해석을 수행한 후 미국 서부해안지역의 지반 특성과 비교 검토하였다. 검토 결과 국내의 일반적인 특성을 가지는 지반과 미국 서부해안지역의 지반은 기반암 깊이와 고유주기가 매우 다름을 확인하였다. 지진응답 해석 결과 단주기 증폭계수 $F_a$의 경우 1997 UBC 기준의 값보다 크게 산정되었고, 장주기 증폭계수 $F_v$는 작게 나타나 국내 지반특성에 적합한 증폭계수는 현재 국내 내진설계기준 값과는 매우 다른 경향을 보였다. 따라서, 증폭계수를 재산정하고 설계응답스펙트럼을 개선해야 할 필요성을 확인하였다. 본 논문에서는 현재 이용되고 있는 내진설계기준과 국내 지반특성과의 차이점 파악에 중점을 두었고, 개선방법에 대한 내용은 동반논문(II 지반분류 개선방법, III 설계응답스펙트럼 개선방법)에서 심도있게 논의하였다.

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

Site response analyses were peformed based on equivalent linear technique using the shear wave velocity profiles of 162 sites collected around the Korean Peninsula. The she characteristics, particularly the shear wave velocities and the depth to bedrock, are compared to those in the western United S...

주제어

#지반분류   #응답스펙트럼   #지진응답해석   #지반의 고유주기   #증폭계수   #지반조건   #기반암 깊이  

AI 본문요약
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문제 정의

  • 0초 사이의 RRS의 평균값을 의미한다. 또한, 본 논문에서는 감쇠비 5%에 해당하는 응답 스펙트럼에 대하여 기술하였다.
  • 본 논문에서는 국내 지반 특성에 적합한 지반분류 방법 및 설계응답스펙트럼 작성 방법을 개선하기 위하여 162개 지반에 대한 지진 응답해석을 수행하여, 미국 서부 해안지역의 지반특성과 비교하였다. 해석 결과를 바탕으로 국내 내진설계 기준에서 제시하고 있는 단주기 및 장주기 증폭 계수와 비교 분석하여 국내 일반적인 지반 특성에 적합한 증폭 계수를 산정하였다.
  • 본 연구에서는 국내의 162개 지반에 대한 지진 응답해석을 수행하여 내진설계 기준의 상위개념으로 1997년 제정된 내진설계기준연구(II)의 설계 응답 스펙트럼과 비교 분석한 결과 다음과 같은 결론을 얻었다.
  • 한다. 본 연구에서는 이러한 사정을 고려하여 PEER (Pacific earthquake engineering research) 센터의 입력 지진 선택 권고안을 바탕으로 입력 지진운동을 결정하였다. (8) 또한, 입력 지진파를를 선정 하는데 있어 다양한 주파수 성분을 가지는 지진파를 선정하는데 주안점을 두었다.
  • 0초 사이의 RRS 값에 대한 결과는 그림 8에 나타내었다. 본연구에서는 세 가지 재현 주기에 대하여 지진 응답해석을 수행하였으나, 여기에서는 재현 주기 1, 000년에 해당하는 해석 결과에 대하여 나타내었고 이를 바탕으로 서술하였다.
  • 또한, 해석결과를 바탕으로 증폭계수를 산정하여 새로운 응답스펙트럼을 작성하였다. 세 가지 재현 주기에 대하여 지진응답해석을 수행하였으나, 본 논문에서는 재현 주기 1, 000년에 해당하는 해석 결과를 바탕으로 설명한다.

가설 설정

  • 여기서, Rgk와R.i의 값은 각각 진원(fault)에서 암반 노두와 지표면까지의 거리(hypocentral distance)를 의미하고, 본 연구에서는 Rsoil/Rrock의 경우 진앙에서 거리가 먼 경우 1.0으로 가정하여 계산하였다. RSs°ii은 구조물의 주기 T에서 지표면의 스펙트럴 가속도 값이고, RSrock은 암반 노두의 스펙트럴 가속도 값이다.
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참고문헌 (12)

  1. 건설교통부, 내진설계 기준 연구(II), 1997 

  2. NEHRP, Recommended Provisions for Seismic Regulation for New Buildings and Other Structures, FEMA 302/303, February, Part 1. (Provisions) and Part. 2(Commentary)., 1997 

  3. ICBO, 1997 Uniform building code, Volume 2 - Structural engineering design provisions, Interna- tional Conference of Building Officials, 1997, 492pp 

  4. 윤종구, 김동수, '국내 지반 특성에 적합한 설계지반운동 결정 방법에 대한 연구', 한국지진공학회논문집, 제8권 제3호, 2004, pp. 23-32 

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  5. MCEER-99-0010, Site Factors and Site Categories in Seismic Codes, Ricardo Dobry, Ricardo Ramos and Maurice S, Power. July 19, 1999 

  6. Bardet, J.P., Nielsen, E., Villacorta, R., ROSRINE data dissemination, http://geoinfo.usc.edu/rosrine, Accessed 12 June 2001 

  7. Sun, C.G .. 'Geotechnical information system and site amplification characteristics for earthquake ground motions at inland of the Korean Peninsula,' Ph. D. Dissertation, Seoul Nation University, Feb, 2004 

  8. http://peer.berkeley.edu/smcat/search.html 

  9. Schnabel, P. B., Lysmer, J. and Seed, H. B(1972), 'SHAKE: a computer program for earthquake response analysis of horizontally layered sites,' Report EERC 72-12, Earthquake Engineering Research Center, University of California, Berkeley, 1972 

  10. Idriss, I. M., and Sun, J. I., User's manual for SHAKE91 : A computer program for conducting equivalent linear seismic response analysis of horizontally layered soil deposits, University of California, Davis, 1992, 13pp 

  11. 김동수, 추연욱, '공진주시험을 이용한 국내 비점성토지반의 동적변형특성', 한국지반공학회 논문집, Vol. 17, No. 5, 2001, pp. 115-128 

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  12. Dobry, R. and Martin, G. 'Development of Site-Dependent Ratio of Elastic Response Spectra (RRS),' Proceeding of the Workshop on Earthquake Site Response and Seismic Code Provisions, 1999 

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