[논문]우리나라 병원건축물의 내진성능향상을 위한 기초연구

김남희; 홍성걸

doi:10.5000/eesk.2016.20.7.509

우리나라 병원건축물의 내진성능향상을 위한 기초연구
Preliminary Study on the Enhancement of Seismic Performance of Korea Hospital Buildings 원문보기

한국지진공학회논문집 = Journal of the Earthquake Engineering Society of Korea, v.20 no.7 special, 2016년, pp.509 - 516

Abstract ▼ AI-Helper

Secure operation of hospitals during and right after earthquake is essential. Past lessons from earthquake damages have shown that most of the injured and the death occurred within 30 minutes after earthquake and the portion of nonstructural damage has become significant. However, hospital buildings in Korea have not prepared fully to address such rising issues. This paper is to study what type of damage patterns are related to hospital buildings and how to develop a preparedness plan to keep hospitals operational at all earthquakes if possible. This paper first reviews on past earthquake damages reported as critical to hospital buildings while classifying them into four groups: (1) structural element; (2) architectural-nostructural element; (3) medical equipments and contents; and (4) utility facility. Upon such classification, some detailed concerns can be specified under each group explicitly. Then a hierarchy for hospital building is also developed for the classified groups, which enables us to identify required things for the enhancement of seismic performance of hospital building that consists of heterogeneous elements. To upgrade the level of seismic performance for existing hospital buildings, the concept of performance-based approach can be adopted to address the heterogeneous problems in a systematic and stepwise manner. Finally a conceptual framework for the seismic risk assessment for hospital building is proposed toward the seismic enhancement of hospital buildings using performance-based approach.

주제어

AI 본문요약
AI-Helper

* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.

문제 정의

이 연구에서는 국외 병원건축물의 지진피해사례와 내진성능향상 방안을 토대로 우리나라 병원건축물의 내진성능향상 전략을 마련하기 위해서 필요한 기본개념들을 정리해서 제시한다. 먼저, 과거 지진피해로 병원건축물에 발생한 문제점이 어떠한 것인지 (1) 구조 요소, (2) 건축적 비구조 요소, (3) 의료시설 및 장비 외와, (4) 유지관리 시설물로 구분해서 살펴본다.
병원건축물의 구조요소와 다양한 비구조요소에 대한 내진성능을 전체적으로 일관성을 확보하기 위해서는 성능기반 접근법이 합리적이다. 이 연구에서는 성능기반 접근법 사용에 필요한 병원건축물의 내진등급을 제시하였고, 각 내진등급에 대한 성능수준별 설계지진을 연계해서 살펴보았다. 여기서 제시된 내진등급은 의료법에 근거해서 구분된 5 가지의 의료기관에 대해서만KBC 2016을 적용하여 저자들이 제시해 본 것이다.
따라서 지금 현황에서 우리나라 병원건축물의 내진성능향상을 의한 첫 단계는 우리나라 지진특성을 반영한 병원건축물의 지진위험도평가(seismic risk analysis)이다. 이 연구에서는 성능기반 접근법에 근거한 지진위험도평가를 위한 개념적 프레임 워크(conceptual framework)를 제시한다.
이 연구에서는 우리나라 병원건축물의 내진성능향상을 위한 기초자료를 마련하기 위해서 과거 병원건축물에 대한 지진피해사례를 조사 분석하고, 성능기반 접근법에 부합하는 내진성능 설계 및 평가에 필수적인 주요 개념들을 정립하였다.
이는 건축물의 실내․외에 위치하는 배기구, 부가물·장식물, 부착물, 비구조벽체, 악세스플로어(이중바닥), 유리·외주벽, 천장, 칸막이, 캐비닛, 파라펫, 표면마감재, 표지판·광고판 등을 포함한다. 이 연구에서는 이러한 건축비구조요소들을 병원건축물의 특성에 적합하도록 세분화 한 것이다. 건축비구조요소 설계계수 내진성능향상 방안과 관련해서는 세계적으로 인정받고 있는 성능기반 접근법(performance-based approach)을 도입하고, 성능기반 접근법을 이용한 내진성능향상에 필요한 주요 사항들을 정리한다.
이 연구에서는 지진에 대한 병원건축물의 피해사례를 의료기관들이 인접하여 집적되어 있는 경우와 개별적으로 떨어져 있는 경우로 구분해서 살펴봤다. 또한 개별적 의료기관의 피해조사에서는 크게 구조요소와 비구조 요소로 구분하였다.
국가적인 차원에서 병원건축물의 지진위험도 수준을 파악하고, 병원건축물에 대한 내진설계 수준을 정비하기 위해서는 우리나라 지진특성을 반영한 병원건축물의 지진위험도평가가 맨 먼저 수행되어야 한다. 이를 위해서 이 연구에서는 병원건축물의 지진위험도평가를 위해서 필요한 일련의 작업내용을 체계화한 프레임워크를 개발하여 제시하였다. 재해 시나리오를 설정하고, 지진재해 결정과 병원건축물의 4가지 구성 요소에 대한 내진성능 수준을 평가하여 총체화하도록 하였다.

가설 설정

1) User or designer can assign performance objective level.

제안 방법

다양한 요소들이 복합적으로 구성되어 있는 병원건축물을 지진으로부터 보호하기 위한 관점에서 병원건축물의 구성요소에 대한 위계구조를 마련하였다. 건축물의 구조적 거동과 병원의 기능을 구별해서 체계적으로 다룰 수 있도록 위계구조를 (1) 구조 요소, (2) 건축적 비구조 요소, (3) 의료시설 및 장비 외와, (4) 유지관리 시설물의 4부분으로 구성하였다. 이러한 위계구조는 기존 병원건축물의 지진피해사례 분석을 비롯해서 병원건축물의 성능기반 내진성능 향상 방안 제시와 병원건축물의 지진위험도평가를 위한 프레임워크 개발에 사용되었다.
다양한 성능수준에 대한 지진위험도평가를 위해서, 우선적으로 시나리오 설정부터 시작하도록 체계화 하였다. 각 시나리오를 통하여 지진재해수준을 정하고, 해당하는 재해수준에서 발생할 수 있는 손상수준을 결정하여 성능한계로 사용하게 된다.
이 연구에서는 지진에 대한 병원건축물의 피해사례를 의료기관들이 인접하여 집적되어 있는 경우와 개별적으로 떨어져 있는 경우로 구분해서 살펴봤다. 또한 개별적 의료기관의 피해조사에서는 크게 구조요소와 비구조 요소로 구분하였다. Fig.
각 시나리오를 통하여 지진재해수준을 정하고, 해당하는 재해수준에서 발생할 수 있는 손상수준을 결정하여 성능한계로 사용하게 된다. 또한, 병원건축물의 내진성능기반 위계구조의 각 요소에 대하여 내진성능평가를 수행한다. 요소별 내진성능평가를 마친 이후 요소별 지진취약도를 산정하게 된다.
이 연구에서는 국외 병원건축물의 지진피해사례와 내진성능향상 방안을 토대로 우리나라 병원건축물의 내진성능향상 전략을 마련하기 위해서 필요한 기본개념들을 정리해서 제시한다. 먼저, 과거 지진피해로 병원건축물에 발생한 문제점이 어떠한 것인지 (1) 구조 요소, (2) 건축적 비구조 요소, (3) 의료시설 및 장비 외와, (4) 유지관리 시설물로 구분해서 살펴본다. 우리나라의 건축구조기준(이하, KBC 2016)[6]에서는 ‘건축비구조요소’는 건축구조물을 구성하는 부재중에서 구조시스템의 내력을 부담하지 않는 구성요소로 정의한다.
이 연구에서 제시하는 내진성능 향상을 위한 성능기반 위계구조는 일반적인 건축물에서 구분하고 있는 구조 및 비구조 요소의 구분(Fig. 12)을 시작점으로 하되 병원건축물의 특수성을 고려해서 Fig. 13와 같이 개발하였다. (1) 구조 요소, (2) 건축적 비구조 요소, (3) 의료시설 및 장비 외, (4) 유지관리 시설물이다.
여기서 제시된 내진등급은 의료법에 근거해서 구분된 5 가지의 의료기관에 대해서만KBC 2016을 적용하여 저자들이 제시해 본 것이다. 이 연구에서는 근거기준에 의거해서 단순히 개별병원에 대한 내진등급을 규모와 전문적 의료시설의 구비 수준에 따라서 특등급, I등급, II등급으로 분류한 것이다. 실제 재해의 범위가 넓은 경우, 개별 의료기관의 대응뿐만 아니라 의료기관의 공조체계 또한 중요하다.
이를 위해서 이 연구에서는 병원건축물의 지진위험도평가를 위해서 필요한 일련의 작업내용을 체계화한 프레임워크를 개발하여 제시하였다. 재해 시나리오를 설정하고, 지진재해 결정과 병원건축물의 4가지 구성 요소에 대한 내진성능 수준을 평가하여 총체화하도록 하였다. 특히, 지진위험도 평가를 예상되는 연간 피해수준으로 산정한다면 경제성을 고려한 합리적이고 단계적인 내진설계가 가능하다.

대상 데이터

병원건축물의 내진성능향상에 대한 집중적인 연구를 이끌고 있는 미국에서는 지진에 대한 병원건축물의 내진성능의 중요성에 대한 경각심을 촉발 시킨 사건과 내진성능 향상에 대한 효과를 살펴볼 수 있는 지진이 발생했었다. 1971년 미국 산페르난도에서 발생한 규모 6.5의 Sylmar지진으로 65명이 사망했고 2,000여명이 심한 부상을 입었다.(7-9) 피해규모는 미국달러 $2.

이론/모형

이 연구에서는 성능기반 접근법 사용에 필요한 병원건축물의 내진등급을 제시하였고, 각 내진등급에 대한 성능수준별 설계지진을 연계해서 살펴보았다. 여기서 제시된 내진등급은 의료법에 근거해서 구분된 5 가지의 의료기관에 대해서만KBC 2016을 적용하여 저자들이 제시해 본 것이다. 이 연구에서는 근거기준에 의거해서 단순히 개별병원에 대한 내진등급을 규모와 전문적 의료시설의 구비 수준에 따라서 특등급, I등급, II등급으로 분류한 것이다.

성능/효과

3(a)는 당시 극심한 구조적 피해를 입은 재향군인병원의 모습이다. 조사결과 구조물의 피해원인으로 열악한 건축물 설계기준을 비롯하여 구조설계의 잘못 및 시공적 결함 등 총체적 문제점을 가지고 있었던 것으로 드러났다. 이외에도 Fig.

후속연구

한편, 미국에서는 Table 5에서 보여주는 바와 같이 구조 요소와 비구조시 요소의 성능수준을 하나의 매트릭스에서 정의함으로써, 개별적으로 또한 총체적으로 성능수준이 상호연계성을 가질 수 있도록 마련하고 있다. 개념적으로는 우리나라 병원건축물에 대한 내진성능수준을 정의하는데도 사용될 수 있을 것으로 보여 진다.
특히, 지진위험도 평가를 예상되는 연간 피해수준으로 산정한다면 경제성을 고려한 합리적이고 단계적인 내진설계가 가능하다. 또한, 하나의 시나리오 설정상황에서 구체적인 작업들은 상호 유기적으로 연계되어 있으므로 내부적으로 반복과정을 거쳐야 할 것이다.
실제 우리나라 병원건축물의 내진성능향상을 실현시키기 위해서는 이 연구에서 제시한 개념들 각각에 대하여 구체적인 연구들이 체계적이고 신속하게 이뤄져야 할 것이다. 아직 병원건축물의 내진설계에 대한 개념이 미약한 국내 현 시점에서는 병원건축물의 내진설계관련 관계자들의 합의체 구성이 가장 중요한 상황이다.
구조물의 지진취약도의 평가는 평가단계의 수준(예, 예비평가 또는 상세평가), 평가방법(경험적 방법, 구조해석적 방법, 혼합방법, 취약도함수 이용방법), 평가대상의 복합성(예, 단일 대상 또는 복합 대상) 등 여러 가지 상황에 따라서 다양한 방법들이 가능하다. 한 단계 더 나아가 예상되는 연간 피해 손실(expected annual loss)을 계산하는 방법을 이용하면, 기존 병원 건축물의 잔존 사용기간 동안에 발생할 수 있는 피해수준을 산출할 수 있을 뿐 아니라, 예상되는 피해수준에 따르는 비용과 내진설계에 소요되는 비용을 상호 비교함으로써 경제성을 고려한 내진성능향상 대안마련에 효과적으로 사용할 수 있을 것이다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	병원건축물의 건축적 비구조 요소에는 무엇이 있는가?	병원건축물의 건축적 비구조 요소(architectural-nonstructural element)는천장재, 비구조 칸막이벽, 커트월이나 건축물 외장재 등 여러 가지이다. 사실상 미국에서는 1971년 Sylmar지진이후 구조물의 내진성능수준을 끌어 올렸기에 1994년 노스릿지 지진에서 구조 요소 피해는 줄어들었다.
	병원건축물의 구성요소에 대한 위계구조는 어떻게 구성되는가?	다양한 요소들이 복합적으로 구성되어 있는 병원건축물을 지진으로부터 보호하기 위한 관점에서 병원건축물의 구성요소에 대한 위계구조를 마련하였다. 건축물의 구조적 거동과 병원의 기능을 구별해서 체계적으로 다룰 수 있도록 위계구조를 (1) 구조 요소, (2) 건축적 비구조 요소, (3) 의료시설 및 장비 외와, (4) 유지관리 시설물의 4부분으로 구성하였다. 이러한 위계구조는 기존 병원건축물의 지진피해사례 분석을 비롯해서 병원건축물의 성능기반 내진성능 향상 방안 제시와 병원건축물의 지진위험도평가를 위한 프레임워크 개발에 사용되었다.

참고문헌 (19)

Achour N, Miyajima M, Kitaura M, Price A. 2011. Earthquakeinduced structural and non-structural damage in hospitals. Earthquake Spectra.
Taghavi S, Miranda E. 2003 Response Assessment of Non-structural Buil ding Elements. Report No. 2003/2005. Pacific Earthquake Engeneering Research Center, Richmond, CA. c2003.
http://www.oshpd.ca.gov/FDD/seismic_compliance/SB1953/SPC-4D_Regulations.html
http://www.stuff.co.nz/national/health/2872344/400m-plan-for-Christchurch-hospital
http://www.stuff.co.nz/national/health/8440716/600m-for-citys-hospital-rebuild
Architectural Institute of Korea. Korean Building Code (KBC 2016). c2016.
SB1953 and the Challenge of Hospital Seismic Safety in California, California HealthCare Foundation. c2007 Jan.
Lew H S, Leyendecker EV, Dikkers RD. Engineering Aspects of the 1971 San Fernando Earthquake, Building Science Series 40, U. S. Department of Commerce, National Bureau of Standards, Washington, DC. c1971.
National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA), Leonard Murphy, Scientific Coordinator, 1973, San Fernando, Cal ifornia Earthquake of February 9, Volume 1, Part A, U.S. Department of Commerce, NOAA, Washington, DC.
FEMA 396. Incremental Seismic Rehabilitation of Hospital Buildings: Providing Protection to People and Buildings. Federal Emergency Management Agency, Washington, D.C. c2003.
FEMA 461. Interim Testing Protocols for Determining the Seismic Performance Characteristics of Structural and Nonstructural Components. prepared by the Applied Technology Council for the Federal Emergency Management Agency, Washington, DC. c2007.
SSC. A Compendium of Background Reports on the Northridge Earthquake, Seismic Safety Commission, SSC No. 94-08, Sacramento. c1994.
http://www.ngdc.noaa.gov/hazardimages/picture
scedc.caltech.edu/significant/northridge1994.html(healthcare)
Huang W, Toranzo-Dianderas, LA, Reynolds AD, Gacan JR, Wallace JW. A Case Study of Performance-based Seismic Evaluation and Retrofit of an Existing Hospital Bilding in California, US., the 14th World Conference on Earthquake Engineering. Beijing, China. c2008.
FEMA 577. Design Guide for Improving Hospital Safety in Earthquakes, Floods, and High Winds. c2007.
file:///C:/Users/snu/AppData/Local/Microsoft/Windows/INetCache/IE/3KQU17LH/Miranda-Mosqueda-Pekcan-Nonstructural-Brief-report.pdf
FEMA E-74, 2011, Reducing the Risks of Nonstructural Earthquake Damage - A Practical Guide. Federal Emergency Management Agency, Washington, D.C. c2011.
ASCE 41-13, 2013 Publication Anticipated Seismic Evaluation and Upgrade of Existing Buildings, American Society of Civil Engineers, Reston, Virginia. Public CommenEdition available through the American Society of Civil Engineers. c2013.

저자의 다른 논문 :

표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

내보내기 구분	파일저장 인쇄 메일전송
구성항목	기본정보 상세정보 관리번호, 논문명, 저널/프로시딩명, 저자 , 발행년, 권, 호, 시작페이지, 끝페이지, 발행기관 관리번호, 논문명, 대등논문명, 저자 , 저널/프로시딩명, 발행기관, 발행년, 발행언어, 권, 호, 시작페이지, 끝페이지, ISBN, ISSN, 주제분야, 키워드, 초록(한글), 초록(영문), 저자(소속기관)
저장형식	Text(ASCII format) Excel format RefWorks Direct Export RIS format (for Reference Manager, ProCite, EndNote), Scholar's Aids, Mendeley
메일정보	받는사람 (필수) @ 보내는사람 (선택) @ 제목 내용 KISTI 검색결과 이메일 서비스
안내	총 건의 자료가 검색되었습니다. 다운받으실 자료의 인덱스를 입력하세요. (1-10,000) 검색결과의 순서대로 최대 10,000건 까지 다운로드가 가능합니다. 데이타가 많을 경우 속도가 느려질 수 있습니다.(최대 2~3분 소요) 다운로드 파일은 UTF-8 형태로 저장됩니다. 파일의 내용이 제대로 보이지 않을실 때는 웹브라우저 상단의 보기 -> 인코딩 -> 자동선택 여부를 확인하십시오. ~ Text(ASCII format) Excel format

연합인증

우리나라 병원건축물의 내진성능향상을 위한 기초연구
Preliminary Study on the Enhancement of Seismic Performance of Korea Hospital Buildings 원문보기

Abstract ▼ AI-Helper

주제어

AI 본문요약
AI-Helper

문제 정의

가설 설정

제안 방법

대상 데이터

이론/모형

성능/효과

후속연구

질의응답

참고문헌 (19)

이 논문을 인용한 문헌

저자의 다른 논문 :

관련 콘텐츠

원문 보기

원문 URL 링크

오픈액세스(OA) 유형

연관된 기능

이 논문과 함께 이용한 콘텐츠

AI-Helper ※ AI-Helper는 오픈소스 모델을 사용합니다.

선택된 텍스트

연합인증

우리나라 병원건축물의 내진성능향상을 위한 기초연구 Preliminary Study on the Enhancement of Seismic Performance of Korea Hospital Buildings 원문보기

Abstract ▼ AI-Helper

주제어

AI 본문요약 엑셀 다운로드 AI-Helper

문제 정의

가설 설정

제안 방법

대상 데이터

이론/모형

성능/효과

후속연구

질의응답

참고문헌 (19)

이 논문을 인용한 문헌

저자의 다른 논문 :

김남희 (11) 홍성걸 (66)

관련 콘텐츠

원문 보기

원문 URL 링크

오픈액세스(OA) 유형

연관된 기능

이 논문과 함께 이용한 콘텐츠

AI-Helper ※ AI-Helper는 오픈소스 모델을 사용합니다.

선택된 텍스트

우리나라 병원건축물의 내진성능향상을 위한 기초연구
Preliminary Study on the Enhancement of Seismic Performance of Korea Hospital Buildings 원문보기

AI 본문요약
AI-Helper