국내 조적조 건물의 내진성능평가 및 지진피해율 상정 Evaluation of Seismic Capacity and Estimation of Earthquake Damage for Existing Unreinforced Masonry Building in Korea원문보기
본 연구에서는 향후 국내의 실정에 맞는 조적조 건물의 내진성능 평가방법의 개발에 기초적인 자료제공을 목적으로 지진에 무방비 상태로 노출된 조적조 건축물 특히 서울시내 50개동의 조적조 건물들을 대상으로 기존 건축물의 구조내진 성능 평가에 관한 기술지침(안)의 방법에 따라 건물의 내진성능을 평가하고 구조내진지표의 분포특성 및 지진피해율을 통계 확률론에 입각하여 검토한 결과, 다음과 같은 결론을 얻었다. 그, 결과, 국내의 현존 조적조 건물의 경년지표(T)를 1에서 0.7사이로 가정하고, 평균전단 응력도를 0.2MPa로 가정 시 표준정규분포로 근사가 가능하다는 것을 알았으며, 조사 대상건물은 경년지표의 변화에 따라 국내 상정 입력지진가속도 레벨에서도 $8{\sim}48%$정도의 내진보강이 필요한 것으로 나타났다. 또한, 국내 상정 입력지진가속도 레벨인 0.12g에 대해서 $11.5{\sim}37.4%$정도의 지진피해율이 상정되었으며 일본의 대표적인 피해지진레벨(0.23g) 뿐만 아니라 중규모의 지진에서도 큰 피해를 받을 것으로 사료된다. 따라서 국내실정에 적합한 내진진단법, 이를 근거로 한 보강건물의 합리적인 선정방법 및 효과적인 내진보강공법이 개발이 시급하다고 판단된다.
본 연구에서는 향후 국내의 실정에 맞는 조적조 건물의 내진성능 평가방법의 개발에 기초적인 자료제공을 목적으로 지진에 무방비 상태로 노출된 조적조 건축물 특히 서울시내 50개동의 조적조 건물들을 대상으로 기존 건축물의 구조내진 성능 평가에 관한 기술지침(안)의 방법에 따라 건물의 내진성능을 평가하고 구조내진지표의 분포특성 및 지진피해율을 통계 확률론에 입각하여 검토한 결과, 다음과 같은 결론을 얻었다. 그, 결과, 국내의 현존 조적조 건물의 경년지표(T)를 1에서 0.7사이로 가정하고, 평균전단 응력도를 0.2MPa로 가정 시 표준정규분포로 근사가 가능하다는 것을 알았으며, 조사 대상건물은 경년지표의 변화에 따라 국내 상정 입력지진가속도 레벨에서도 $8{\sim}48%$정도의 내진보강이 필요한 것으로 나타났다. 또한, 국내 상정 입력지진가속도 레벨인 0.12g에 대해서 $11.5{\sim}37.4%$정도의 지진피해율이 상정되었으며 일본의 대표적인 피해지진레벨(0.23g) 뿐만 아니라 중규모의 지진에서도 큰 피해를 받을 것으로 사료된다. 따라서 국내실정에 적합한 내진진단법, 이를 근거로 한 보강건물의 합리적인 선정방법 및 효과적인 내진보강공법이 개발이 시급하다고 판단된다.
In Seoul, more than 80 percent of residential buildings are constructed with unreinforced masonry(URM) buildings in early 1970 to 1990. In general, URM buildings have the advantages of reducing the construction time and easy to construction. However, URM buildings do not have enough strength against...
In Seoul, more than 80 percent of residential buildings are constructed with unreinforced masonry(URM) buildings in early 1970 to 1990. In general, URM buildings have the advantages of reducing the construction time and easy to construction. However, URM buildings do not have enough strength against the lateral force. Moreover, low rise buildings have not adopted seismic designs, and for that reason a critical damage is expected with an earthquake. And also, the necessity of the seismic performance evaluation of existing building structures is raised through the Taiwan earthquake in 1999. The purpose of this study is to provide basic information for unreinforced masonry building in Korea by application of the proposed seismic evaluation method. In this study, seismic capacities of 50 existing unreinforced masonry buildings are evaluated based on the proposed method. Also, relationships of seismic capacities between Korean earthquake damage ratios of korean unreinforced masonry buildings are estimated. Results of this study were as follows; 1)Seismic retrofit was needed $8{\sim}48%$ in Korean unreinforced masonry buildings. 2)Korean unreinforced masonry buildings were expected to have severe damage under the earthquake intensity level experienced in Japan.
In Seoul, more than 80 percent of residential buildings are constructed with unreinforced masonry(URM) buildings in early 1970 to 1990. In general, URM buildings have the advantages of reducing the construction time and easy to construction. However, URM buildings do not have enough strength against the lateral force. Moreover, low rise buildings have not adopted seismic designs, and for that reason a critical damage is expected with an earthquake. And also, the necessity of the seismic performance evaluation of existing building structures is raised through the Taiwan earthquake in 1999. The purpose of this study is to provide basic information for unreinforced masonry building in Korea by application of the proposed seismic evaluation method. In this study, seismic capacities of 50 existing unreinforced masonry buildings are evaluated based on the proposed method. Also, relationships of seismic capacities between Korean earthquake damage ratios of korean unreinforced masonry buildings are estimated. Results of this study were as follows; 1)Seismic retrofit was needed $8{\sim}48%$ in Korean unreinforced masonry buildings. 2)Korean unreinforced masonry buildings were expected to have severe damage under the earthquake intensity level experienced in Japan.
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문제 정의
본 연구에서는 향후 국내의 실정에 맞는 조적조 건물의 내진성능 평가 방법의 개발에 기초적인 자료제공을 목적으로 지진에 무방비 상태로 노출된 조적조 건축물 특히 서울시내 50개 동의 조적조 건물들을 대상으로 기존건축물의 구조 내진 성능 평가에 관한 기술지침(안)즈에서 제안된 방법을 적용하여 내진 성능을 파악함과 동시에확률 . 통계론 입각하여 구조 내진 지표의 분포 특성 및 지진피해 율을 평가하여 지진대 책의 활용자료를 작성 하고자한다.
. 통계론 입각하여 구조 내진 지표의 분포 특성 및 지진피해 율을 평가하여 지진대 책의 활용자료를 작성 하고자한다.
가설 설정
평면의 형상, 단면 형상, 단면의 강성, 편심률등 여러 변수들에 의한 산출과정을 거치게 되면 거의 1 에 가까운 값을 얻게 된다. 따라서 본 연구에서는 형상지표(%)는 1.0으로 가정을 하였다.
8로가정하였다. 또한, 모든 조사건물의 현지 조사를 하지 못한 점을 고려하여 경년지표를 1, 0.9, 0.8 및 0.7인 경우로가정하여 내진성능을 검토하였다. 또한 국내 조적조 건물의 평균전단응력도는 기존의 연구 결과& 지5)을 참고하여 0.
저층 건죽물의 내진 성능을 약산적으로 평가하는수법으로서, 구조체의 안전성 평가를 식(1)과 같이 판정하며, 구조내진지표®는 보유성능 기본지표(耳), 형상지표 (SD) 및 경년지표(7)의 곱으로 산정되는 식(2)에 따라 평가한다. 본 연구에서는 식(1) 및 (2) 를 바탕으로 조적조건축물의 내진성능을 평가하고자 하며 조적조 건물은 취성 거동에 가까운 형상을 나타내므로 인성지표는 0.8로가정하였다. 또한, 모든 조사건물의 현지 조사를 하지 못한 점을 고려하여 경년지표를 1, 0.
확률밀도함수를 Rs(x)라고 가정한다. 위의 Er 는 입력지진동의 레벨을 厶로 환산한 것으로서, 즉 입력지진동의 레벨에 대하여 안전하기 위입력 지진동에厶값으로서, 입력지진동에 의하여 £>가 확률량이 되는 것으로 가정한다. 여기서, “피해건물 수의대한 피해건물수의 비율”을 “피해율 严라고 정의하면, 그 피해율 f는 식⑹과 같다.
조사대상 건물군의 厶의 확률밀도함수를 冰(对, 하중효과(£7)의 확률밀도함수를 Rs(x)라고 가정한다. 위의 Er 는 입력지진동의 레벨을 厶로 환산한 것으로서, 즉 입력지진동의 레벨에 대하여 안전하기 위입력 지진동에厶값으로서, 입력지진동에 의하여 £>가 확률량이 되는 것으로 가정한다.
제안 방법
국내의 조적조 건물 50개 동을 대상으로 기존 건축물의 구조 내진 성능 평가에 관한 기술지침(안)의 방법에따라 건물의 내진 성능을 평가하고 구조내진지표의 분포특성 및 지진피해율을 통계. 확률론 입각하여 검토한 결과, 다음과 같은 결론을 얻었다.
이는 2장의대상건물의 개요에서 알 수 있듯이 조사한 조적조 건물의 X방향과 Y방향의 벽량에 있어서 큰 차이가 없기 때문이라 사료된다. 따라서 후술하는 모든 경우에 있어 X 방향의 구조내진지표값을 기본으로 대상건물인 조적조건물의 대표값으로 정하여 연구를 진행하였다. 또한 2층보다 1층의 구조 내진 지표 값의 적게 나타남을 알 수 있다.
7인 경우로가정하여 내진성능을 검토하였다. 또한 국내 조적조 건물의 평균전단응력도는 기존의 연구 결과& 지5)을 참고하여 0.2 MPa로 하였다. 형 상지 표(&)는 형상의 복잡함 및강성의 불균등한 분포 등의 내진 성능에 미치는 영향을공학적인 판단에 의해 정량화하고, Eo지표를 보정하려는것이다.
본 논문에 사용한 지반계수는 가장 일반적이라고 판단되는 계수로서 2를 적용하였으며, 식 (5) 에 따라 본 연구에서 의 구조 내 진 판정 지표를 산정하였다.
본 연구에서는 [참고문헌 5, 6]에서 사용한 방법을 적용하여, 대상 조적조 건물의 지진피해율을 상정하였다.
본 연구에서는 조사대상 건물인 조적조 건물의 厶의 확률밀도함수 旦的는 Fig. 5에 나타낸 정규분포곡선, 즉식(8)을 사용하였고, £了의 확률밀도함수 卩与(对는 靜岡縣 의 피해 산정 시 사용한 분포를 사용하여 대상 조적조건물의 지진피해율을 상정하였다. 한편 [참고문헌 6]의 玖는 1968년 十勝沖지진 및 1978년 宮城沖지진을 대상으로 한 피해 정도는 중파이상이고 지진가속도레벨은 0.
대상 데이터
조사지역은 인구밀도가 높아 지진 발생 시 피해가 클것으로 예상되는 서울시의 3개의 구에서 총 50개 동의조적조 건물을 대상으로 하였으며 또한 대상건물은 Table 1에 나타난 것과 같이 90년대 준공된 건물 중에 각 연도별(Table 2)로 수개 동의 건물을 선정하여 구조 내진 지표( )를 조사하였다. 또한 Fig.
성능/효과
1) 국내의 현존 조적조 건물의 경년지표(7)를 1에서 0.7 사이 로 가정하고, 평 균전단 응력도를 0.2 MPa으로가정 시 표준정규분포로 근사가 가능하다는 것을알았다.
2) 조사대상 건물은 경년지표의 변화에 따라 국내 상정입력지진가속도 레벨에서도 8〜48%정도의 내진보강이 필요한 것으로 나타났다.
3) 국내 상정 입력지진가 속도 레벨인 0.12g에 대해서 11.5-37.4% 정도의 지진 피해율이 상정되었으며, 일본의 대표적인 피해지진 레벨(0.23 g) 뿐만 아니라 중규모의 지진에서도 큰 피해를 받을 것으로 사료된다. 따라서 국내 실정에 적합한 내진 진단법, 이를 근거로 한 보강 건물의 합리적인 선정방법 및 효과적인 내진보강 공법이 개발이 시급하다고 판단된다.
23배로 하여 피해율 V 및 피해건물의 분포 v(x)를 상정하였다. 상정결과인 Table 4와 Fig. 6에 따르면 국내의 조적조 건물은 경년지표(7)가 1일 경우를 예를 들어 설명하면 입력지진가속도 0.08g에서는 8.25%, 0.12g에서는 11.5%, 0.15 g에서는 22.4%, 0.23g에서는 69.4%의 지진 피해율이 추정되었으며, 지진동이 약 1.5배(0.12 g) 증가하면 약 1.4배, 약 2배(0.15 g) 증가하면 2.7배, 약 3배(0.23g) 증가하면 8.4배로 지진피해율이 증가함을 알 수가 있다.
검토하여 Table 3에 나타내었다. 서울시내 조적조건물의 내진성능을 조사한 결과 경년지표값을 1.0으로판단했을 때는 2동의 건물만 제외하고는 50개동의 건물이 안정한 것으로 판정이 되었다(Table 3). 하지만 경년지표값을 0.
참고문헌 (15)
기상청홈페이지,http://www.kma.go.kr
광운대학교외, 기존 건축물의 리모델링을 위한 내진성능 평가 기법 국제기술 강습회, 포항산업과학연구원, 2002
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김희철, 김관중, 박진호, 홍원기, '지진하중을 고려한 비 보강 조적조의 재료특성 평가에 관한 실험연구', 한국지진공학회 논문집, 2001, pp.93-102
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G Aguilar, R. Meli, and R. Diaz, R. Vasquez-del-Mercado, 'Influence of horizontal reinforcement on the behavior of confined masonry walls', Proc. 11th World Conf. Earthquake Engrg, Elsevier Science Ltd., Amsterdam, paper No.1380, 1996
K. Yoshimura, K. Kikuchi, Z. Okamoto, and T. Sanchez, 'Effect of vertical and horizontal wall reinforcement on seismic behavior of confined masonry walls', Proc. 11th World Con! Earthquake Engrg, Elsevier Science Ltd., Amsterdam, paper No.191, 1996
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