[논문]내진설계기준의 지반분류체계 및 설계응답스펙트럼 개선을 위한 연구 - (II) 제안

조형익; 김동수

doi:10.5000/eesk.2016.20.4.245

문제 정의

다른 세 개의 지반도 이와 같이 증폭계수를 결정하였는데 H1-2 지반과 H2-1 지반의 F_a는 단주기 증폭이 크게 고려된 해석결과를 반영하여 F_a를 결정하였다. 더불어 연약 지반인 H2-2 지반의 F_a는 0.3 g 수준에서 D 지반과 S_E 지반의 F_a를 따르도록 해 해석결과와 같은 급격한 F_v의 감소를 방지하고자 하였다.
지진세기에 따른 300개 각 지반의 평균 F_a , F_v는 하나의 지반에 입력된 8개 지진파에 대해 도출된 각 8개 F_a, F_v의 평균을 의미한다. 도출된 평균 F_a, F_v의 경향과 전체 지반의 분포특성 등에 근거하여 국내 지반특성에 적합한 지반분류체계를 제안하고자 하였다.
동반논문(I)에서 수행된 지반응답해석 결과를 활용하여 본 장에서는 국내 지반의 증폭특성에 적합한 지반분류체계 및 설계응답스펙트럼을 제안하고자 한다. 동반논문(I)에서는 국내 300개 지반에 대해 8개의 입력지진파, 4개의 지진세기를 활용한 해석을 수행하였다.
선행연구 분석에서 논의한 바와 같이 국내와 같이 기반암이 얕게 분포하는 지반특성을 갖는 국가들은 이미 30 m 이내의 얕은 기반암 깊이와 V_S,Soil을 지반분류의 기준으로 제시하고 기준에 반영하고 있다. 본 논문에서는 국내 지반의 증폭특성에 적합한 지반분류방법으로 기반암 깊이 (H), 토층 평균 전단파속도(V_S,Soil)를 활용한 방안을 제안하고자 하였다.
동반논문(I – 데이터베이스 및 지반응답해석)에서는 국내 지반의 증폭 특성을 면밀히 반영하는 지반분류체계 및 설계응답스펙트럼 제안을 위해 국내 지반을 대표할 수 있는 대규모 지반조사자료와 다양한 입력지진파를 확보하여 지반응답해석을 수행하였고, 결과를 현행 기준과 비교분석하여 기준의 문제점을 지적하였다. 본 논문에서는 동반논문(I)에서 수행된 지반 응답해석의 결과를 활용하여 국내 지반의 지진 시 증폭특성에 적합한 지반 분류체계 및 이에 대응하는 설계응답스펙트럼을 제안하고자 하였다.
본 연구에서는 제안된 4가지 지반의 지반 응답해석결과를 통해 도출된 Fa, Fv를 국내·외 기준에 제시된 유사한 지반의 증폭계수와 비교하고, 지진세기(Rock Shaking Intensity), 즉 지반운동 수준에 따른 Fa, Fv를 제시하여 비선형 증폭특성을 고려하고자 하였다.
0초까지 적용하는 적분구간은 국내 지반의 증폭특성에 비해 과소한 F_v를 산정하게 하고, 이는 설계응답스펙트럼 작성 시 장주기 대역에서 지반응답해석의 평균을 포괄하지 못하는 결과를 도출하게 된다고 논한 바 있다. 본 절에서는 국내 지반의 증폭특성을 가장 합리적으로 반영할 수 있는 F_v 적분구간 도출하고, 이를 활용하여 F_v를 산정하고자 하였다.
국내에도 초고층, 초장대 구조물 등 장주기 구조물에 대한 수요 증대와 함께 내진설계 시 지진하중 합리화를 위해 T_L 도입 필요성이 제기 되고 있다. 이에 본 연구에서는 지반분류 별 DRS 작성에 T_L을 적용하기로 하고 Eurocode 8, ASCE 7-10에 제시된 2 ~ 4초의 T_L 을 고려하고자 하였다. 한편, 국내와 지진환경이 유사한 판내부(intra-plate) 지역에서 계측된 국내·외 지진기록을 분석한 국내 한 연구에서 국내 지반은 1/T²으로 감소하는 변위에 민감한 구간은 3초에서 시작됨을 보고한 바 있다[27].

제안 방법

0초의 적분 구간을 적용하였을 때는 가장 보수적인 스펙트럴 가속도를 결정하는데 반대로 해석결과를 포괄하고 있으나 중·장주기 대역에서 지나치게 큰 스펙트럴 가속도를 산정하고 있어 수요가 증가하고 있는 초고층·초장대 구조물의 과다설계를 유발할 수 있다. 0.4~1.5초의 적분구간을 활용하여 도출된 F_v를 적용한 DRS는 이러한 문제점을 해소할 수 있는 최적의 적분구간이라 판단되어 본 연구에서는 해당 적분구간을 F_v 도출에 적용하였다. 기존 선행연구[22]에서도 동일한 F_v 적분구간을 국내 지반에 대해 추천한 바 있다.
2) 단주기, 장주기 증폭계수(F_a, F_v) 결정 기반암 깊이(H), 토층 평균 전단파속도(V _S,Soil )에 의해 분류된 4가지 지반종류의 증폭계수 결정을 위해 다음과 같은 사항을 고려하였다. 국내 지반의 증폭특성에 적합한 F_v적분구간(RRS)을 0.
3) 설계응답스펙트럼 작성 설계에서 고려하고자 하는 지진 재현주기와 그에 따른 위험도계수를 활용하여 유효지반가속도(S)를 결정하고, 유효지반가속도에 따른 F_a, F_v를 선택하도록 하여 지반운동수준에 따른 비선형 특성을 기준에 반영하였다. 더불어 장주기 구조물의 지진하중산정 합리화를 위해 통제주기 T_L을 추가 도입하였다.
0초 이하에서 대부분의 증폭이 발생하는 것으로 설명할 수 있다. 4가지 지반종류의 RRS 경향에 근거하여 F_v 적분구간을 0.4 ~ 1.0초, 0.4 ~ 1.5초, 0.4 ~ 2.0초의 세 구간으로 분류하여 F_v를 도출하였다. 세 가지 적분구간에 따라 획득한 F_v를 활용하여 설계응답스펙트럼(Design Response Spectra, DRS)을 작성하고, 이를 지반응답해석의 결과로 도출된 자유장 평균 응답스펙트럼(Free-field Response Spectra)과 비교하였다(Fig.
10을 통한 비교를 통해 H2-2 지반은 앞서 기반암 깊이 20 ~ 30 m를 가지는 지반에 대해 도출된 DRS가 30 m 이상 깊은 기반암을 가지는 국내 지반에도 효용성을 가지는 것을 확인할 수 있으나, H2-1 지반에 대해서는 별도의 보정이 필요한 것으로 판단하였다. H2-1 지반에서 30 m 이상 깊이에 기반암을 가지는 지반에 대한 영향을 고려하기 위해 기존 20 ~ 30 m 깊이에 기반암을 가지는 지반에 대해 도출된 자유장 평균 응답스펙트럼과 30 m 이상 깊이에 기반암 깊이를 가지는 지반에 대해 도출된 자유장 평균 응답스펙트럼을 가중평균(A Weighted Average)을 통해 통합하고자 하였다. 가중치 결정에는 선창국 등[23]에 의해 보고된 바 있는 국내 지반의 깊이에 따른 기반암 출현 빈도를 활용하였다 (Fig.
)에 의해 분류된 4가지 지반종류의 증폭계수 결정을 위해 다음과 같은 사항을 고려하였다. 국내 지반의 증폭특성에 적합한 F_v적분구간(RRS)을 0.4 ~ 1.5초로 결정하여 적용하였다. 기반암 깊이 20 m 이상 지반인 H2 지반의 증폭계수 결정을 위해 기반암이 30 m 이상 깊이에 존재하는 국내 지반의 분포비율을 고려하였다.
15에 나타내었다. 그림에서 4가지 지반의 최종 DRS와 지반응답해석을 통해 도출된 자유장 평균 응답스펙트럼을 함께 비교 도시하였다. DRS 작성에 활용된 최종 F _a, F_v는 앞 절에서 논의한 바와 같이 지반응답해석 결과와 국내·외 설계기준에 제시된 증폭계수를 고려하여 보수적으로 결정되었기 때문에 DRS가 해석결과를 충분히 포괄하는 것을 확인할 수 있다.
5초로 결정하여 적용하였다. 기반암 깊이 20 m 이상 지반인 H2 지반의 증폭계수 결정을 위해 기반암이 30 m 이상 깊이에 존재하는 국내 지반의 분포비율을 고려하였다. 또한 제안된 4개 지반과 유사한 국내·외 내진설계기준의 지반에 대해 제시된 증폭계수를 고려하여 지반운동수준에 따른 증폭 계수를 제시하였다.
개정(안)에서는 S_C, S_D 지반 중 기반암 깊이 20 m 이하인 지반에 대해 별도의 F_a, F_v 사용을 명시하였는데, 이는 설계응답스펙트럼의 단주기 영역 증가와 장주기 영역 감소를 야기한다. 기반암 깊이 20 m 이하 지반에 대해 제안된 H1지반은 Eurocode 8의 E 지반 (20 m 이하 기반암을 고려하는 지반)과 KBC 2016의 S_C, S_D 지반 중 기반암 깊이 20 m 이하에 해당하는 지반을 비교하였다. H2지반에 대해서는 C 지반과 S_D 지반 , D 지반과 S_E 지반을 각각 비교하였는데, Eurocode 8의 C, D 지반은 S _D, S_E 지반과 같은 명명법이 다를 뿐 동일한 지반종류이다.
이에 따라 기반암 깊이 20 m를 서로 다른 증폭특성의 두 지반을 합리적으로 구분하는 기반암 기준 깊이로 판단하였고, 기반암 깊이 20 m를 지반분류의 1차 기준으로 결정하였다. 기반암 깊이 20 m에 기초하여 전체 지반을 두 지반으로 분류하고, 기반암이 깊이 20 m 이하에 존재하는 지반을 H1지반, 20 m를 초과하여 존재하는 지반을 H2 지반으로 명명하였다.
를 선택하도록 하여 지반운동수준에 따른 비선형 특성을 기준에 반영하였다. 더불어 장주기 구조물의 지진하중산정 합리화를 위해 통제주기 T_L을 추가 도입하였다. 최종 제안된 F_a, F_v와 3.
동반논문(I – 데이터베이스 및 지반응답해석)에서는 국내 지반의 증폭 특성을 면밀히 반영하는 지반분류체계 및 설계응답스펙트럼 제안을 위해 국내 지반을 대표할 수 있는 대규모 지반조사자료와 다양한 입력지진파를 확보하여 지반응답해석을 수행하였고, 결과를 현행 기준과 비교분석하여 기준의 문제점을 지적하였다.
동반논문(I)에 서술한 지반조사자료 획득 방법을 활용하여 기반암 깊이 30 m 이상 지반에 대한 전단파속도 주상도를 추가 확보하였다. Table 4에 나타낸 바와 같이 전국을 경기권, 충청·전라권, 경상도권으로 구분하고, 각 지역에서 H2-1 지반 10개, H2-2 지반 10개씩 20개 지반을 확보하였고, 최종적으로 H2-1지반 30개, H2-2 지반 30개, 총 60개의 전단파속도 주상도를 획득하였다.
동반논문(I)에서 수행된 지반응답해석 결과를 앞서 제안한 지반분류체계를 통해 분류하고, 각 지반종류 별 평균 RRS를 결정하여 Fig. 8에 도시하였다. F_v 산정에 활용되는 RRS는 F_a 산정 시와는 달리 표준편차(σ)가 고려되므로 그림의 RRS는 RRS+1σ이다.
새롭게 제안된 지반분류체계에 따르면 지반이 4가지 지반으로 분류된다. 동반논문(I)의 지반응답해석에 사용한 S_C, S_D, S_E 지반 각 100개, 총 300개 지반을 새로운 지반분류체계로 분류하였고, 그 분포특성을 Fig. 7에 나타내었다. 기반암 깊이가 20 m 이하의 상대적으로 단단한 지반인 H1-1지반은 S_C 지반이 대부분을 차지하였다.
선행연구 분석에서 언급한 바와 같이 Eurocode 8은 DRS 작성을 위해 지반종류 별 단일 증폭계수(S)를 활용한다. 때문에 Fig. 13에서 Eurocode 8의 F_a, F_v를 표현하기 위해 내진설계기 준연구(II)에 제시된 DRS 작성법을 활용하여 DRS를 작성하여 Eurocode 8의 DRS와 동일한 수준의 단주기, 장주기 증폭을 도출하는 F_a , F_v를 산정하고, 이를 Eurocode 8에 대응하는 증폭계수로 결정하였다. 또한 Eurocode 8은 규모 5.
본 연구에서는 지반응답해석을 통해 도출된 국내 300개 지반의 증폭계수 경향을 활용하여 기반암 깊이 20 m를 지반분류의 1차 기준으로 삼아 20 m 이하에 기반암이 존재하는 지반을 H1 지반, 20 m 이상 깊이에 기반암이 존재하는 지반을 H2 지반으로 분류하였다. 또한 H1 지반 중 V _S,Soil이 260 m/s 이상인 지반을 H1-1, 미만인 지반을 H1-2 지반으로 분류하였고, H2 지반은 V _S,Soil이 180 m/s 이상인 지반을 H2-1, 미만인 지반을 H2-2 지반으로 분류하여 지반을 총 4개의 지반으로 분류하는 지반분류체계를 제안하였다.
또한 제안된 4개 지반과 유사한 국내·외 내진설계기준의 지반에 대해 제시된 증폭계수를 고려하여 지반운동수준에 따른 증폭 계수를 제시하였다.
본 연구에서는 동반논문(I)에서 수행된 대규모 국내 지반에 대한 지반 응답해석의 결과를 활용하여 국내 지반의 증폭특성에 적합한 지반분류체계및 이에 대응하는 설계응답스펙트럼을 제안하였다. 새로운 기준 제안 과정 에서 논의된 내용을 아래와 같이 정리하였다.
은 국내와 같이 기반암의 분포 깊이가 30 m 이내인 지역에서는 지반조사를 통해 획득 가능하다. 본 연구에서는 지반응답해석을 통해 도출된 국내 300개 지반의 증폭계수 경향을 활용하여 기반암 깊이 20 m를 지반분류의 1차 기준으로 삼아 20 m 이하에 기반암이 존재하는 지반을 H1 지반, 20 m 이상 깊이에 기반암이 존재하는 지반을 H2 지반으로 분류하였다. 또한 H1 지반 중 V _S,Soil이 260 m/s 이상인 지반을 H1-1, 미만인 지반을 H1-2 지반으로 분류하였고, H2 지반은 V _S,Soil이 180 m/s 이상인 지반을 H2-1, 미만인 지반을 H2-2 지반으로 분류하여 지반을 총 4개의 지반으로 분류하는 지반분류체계를 제안하였다.
앞서 제안된 지반분류체계의 1차 분류 기준인 기반암 깊이 20 m 이하에 해당되는 H1 지반(H1-1 지반, H1-2 지반)은 문제가 없으나, 기반암 깊이 20 m를 초과하는 H2 지반(H2-1 지반, H2-2 지반)의 지반응답해석에 활용된 지반은 기반암 깊이가 20 ~ 30 m로 국한되었기 때문에 추가 검토가 필요하다. 본 절에서는 30 m 이상 깊이에 기반암이 존재하는 국내 지반에 대한 추가적인 지반응답해석을 통해 H2 지반이 기반암 깊이 20 m를 초과하는 전체 지반을 포괄하도록 하였다.
따라서 120 m/s 이하의 V_S,Soil를 갖는 연약한 지반은 기반암 깊이에 관계없이 H2-2지반으로 분류되는 것이 타당할 것으로 판단하여 예외조항을 두기로 하였다. 본 절에서는 V_S,Soil를 활용하여 지반을 2차로 분류하고자 하였고, 최종적으로 전체 지반을 Table 3과 같이 4개의 지반으로 분류하였다.
적분구간의 결정, H2 지반의 깊은 기반암 지반에 대한 적용성 등을 논의하였다. 본 절에서는 이를 바탕으로 제안된 4가지 지반의 최종 F_a , F_v를 결정하고자 하였다. 서론에서 언급한 것과 같이 현행 내진설계기준연구(II)[5]에서는 지반종류에 따라 제시된 단일 지진계수(C_a , C_v )와 위험도계수(I)를 통해 재현주기 증가에 따른 지반운 동수준의 선형적 증가는 고려하나, 지반운동수준 증가에 따른 지반의 비선형 증폭특성은 고려하지 않는다.
구조물주기에 반비례(1/T)해 감소하는 내진설계기준연구(II) 에 비해 이는 장주기 구조물에 대해 보수적인 하중을 산정토록 한다. 설계응답스펙트럼 작성 시에는 지반종류별로 하나의 지반계수(S)를 활용하고 최대 스펙트럴 가속도를 설계지반운동의 최대 2.5배를 넘지 못하도록 제한하여, 지반종류에 관계없이 최대 스펙트럴 가속도가 같도록 하였다. 단주기, 장주기 두 증폭계수로 지반종류에 따라 최대 스펙트럴 가속도를 달리 정의하는 내진설계기준연구(II)와 KBC 기준과는 다르다고 할 수 있다.
0초의 세 구간으로 분류하여 F_v를 도출하였다. 세 가지 적분구간에 따라 획득한 F_v를 활용하여 설계응답스펙트럼(Design Response Spectra, DRS)을 작성하고, 이를 지반응답해석의 결과로 도출된 자유장 평균 응답스펙트럼(Free-field Response Spectra)과 비교하였다(Fig. 9).
앞서 본 장에서는 국내 지반에 적합한 F_v 적분구간의 결정, H2 지반의 깊은 기반암 지반에 대한 적용성 등을 논의하였다. 본 절에서는 이를 바탕으로 제안된 4가지 지반의 최종 F_a , F_v를 결정하고자 하였다.
3초와 기반암 깊이 20 m는 해석대상이 된 국내 300개 지반을 그 증폭 경향에 따라 구분하는 중요 기준이 된다. 이에 따라 기반암 깊이 20 m를 서로 다른 증폭특성의 두 지반을 합리적으로 구분하는 기반암 기준 깊이로 판단하였고, 기반암 깊이 20 m를 지반분류의 1차 기준으로 결정하였다. 기반암 깊이 20 m에 기초하여 전체 지반을 두 지반으로 분류하고, 기반암이 깊이 20 m 이하에 존재하는 지반을 H1지반, 20 m를 초과하여 존재하는 지반을 H2 지반으로 명명하였다.
그 중 동부지역에 위치한 대표적인 도시, 뉴욕시의 내진설계기준 개선과 관련된 연구의 결과로 해당 지역의 지반조건을 고려한 지반분류법이 제안되었다[16]. 제안된 지반분류법에서는 지반을 기반암 깊이 100 ft (30.48 m) 미만 또는 이상의 두 그룹으로 구분하였고, 기반암이 100 ft 이상으로 깊은 지반에 대해서는 IBC 기준을 따르도록 했다. 중점이 되는 100 ft 이하 얕은 깊이에 기반암이 분포하는 지반에 대해서는 암반을 포함하지 않고 토층만의 평균 전단파속도(Average Shear Wave Velocity of Soil above Bedrock, V_S,Soil)를 활용하여 지반을 분류하였고, 그에 따른 증폭계수를 제시하였다.
48 m) 미만 또는 이상의 두 그룹으로 구분하였고, 기반암이 100 ft 이상으로 깊은 지반에 대해서는 IBC 기준을 따르도록 했다. 중점이 되는 100 ft 이하 얕은 깊이에 기반암이 분포하는 지반에 대해서는 암반을 포함하지 않고 토층만의 평균 전단파속도(Average Shear Wave Velocity of Soil above Bedrock, V_S,Soil)를 활용하여 지반을 분류하였고, 그에 따른 증폭계수를 제시하였다.
더불어 장주기 구조물의 지진하중산정 합리화를 위해 통제주기 T_L을 추가 도입하였다. 최종 제안된 F_a, F_v와 3.0초의 T_L을 활용하여 작성한 설계응답스펙트럼은 지반응답해석을 통해 도출된 자유장 평균 응답스펙트럼을 적절히 포괄하였다.
Table 4에 나타낸 바와 같이 전국을 경기권, 충청·전라권, 경상도권으로 구분하고, 각 지역에서 H2-1 지반 10개, H2-2 지반 10개씩 20개 지반을 확보하였고, 최종적으로 H2-1지반 30개, H2-2 지반 30개, 총 60개의 전단파속도 주상도를 획득하였다. 추가 60개 지반에 대해 동반논문(I)에서 수행한 것과 같이 지반응답해석을 수행하였다. 해석을 통해 기반암 깊이 30 m 이상인 H2-1, H2-2 지반의 자유장 평균 응답스펙트럼을 도출하고, 앞서 동반논문(I)에서 H2-1, H2-2 지반(H > 20 m, 최대 30 m로 제한)에 대해 도출된 DRS와 비교하였다(Fig.
13을 통해 결정된 4개 지반의 최종 F_a, F_v를 Table 6에 나타내었다. 표에서 지진세기(Rock Shaking Intensity)를 유효지반가속도(Effective Peak Acceleration), S로 재 명명하였고, 국가지진위험지도를 통해 결정하거나 아래 식 (4)와 같이 행정구역에 따른 지역계수(Z)와 재현주기 별 위험 도계수(I)를 활용하여 결정하도록 하였다.
해석을 통해 기반암 깊이 30 m 이상인 H2-1, H2-2 지반의 자유장 평균 응답스펙트럼을 도출하고, 앞서 동반논문(I)에서 H2-1, H2-2 지반(H > 20 m, 최대 30 m로 제한)에 대해 도출된 DRS와 비교하였다(Fig. 10).

대상 데이터

Table 4에 나타낸 바와 같이 전국을 경기권, 충청·전라권, 경상도권으로 구분하고, 각 지역에서 H2-1 지반 10개, H2-2 지반 10개씩 20개 지반을 확보하였고, 최종적으로 H2-1지반 30개, H2-2 지반 30개, 총 60개의 전단파속도 주상도를 획득하였다.
동반논문(I)에서 수행된 지반응답해석 결과를 활용하여 본 장에서는 국내 지반의 증폭특성에 적합한 지반분류체계 및 설계응답스펙트럼을 제안하고자 한다. 동반논문(I)에서는 국내 300개 지반에 대해 8개의 입력지진파, 4개의 지진세기를 활용한 해석을 수행하였다. 해석에 적용된 0.

데이터처리

13에 도시하였다. 각 그림에는 지반응답해석 결과로 도출된 증폭계수와 Eurocode 8, KBC 2016에서 제시하고 있는 증폭계수를 비교하였다. 선행연구 분석에서 언급한 바와 같이 Eurocode 8은 DRS 작성을 위해 지반종류 별 단일 증폭계수(S)를 활용한다.

이론/모형

H2-1 지반에서 30 m 이상 깊이에 기반암을 가지는 지반에 대한 영향을 고려하기 위해 기존 20 ~ 30 m 깊이에 기반암을 가지는 지반에 대해 도출된 자유장 평균 응답스펙트럼과 30 m 이상 깊이에 기반암 깊이를 가지는 지반에 대해 도출된 자유장 평균 응답스펙트럼을 가중평균(A Weighted Average)을 통해 통합하고자 하였다. 가중치 결정에는 선창국 등[23]에 의해 보고된 바 있는 국내 지반의 깊이에 따른 기반암 출현 빈도를 활용하였다 (Fig. 11). 그림에서 깊이 20 m에서 30 m 사이의 면적과 30 m에서 50 m 사이의 면적 비를 두 응답스펙트럼의 가중평균의 가중치로 삼았다.
NEHRP 1997[12]에서는 장주기 증폭계수와 함께 단주기 증폭계수를 활용한 설계응답스펙트럼 작성법이 처음으로 소개되었다. 이후 성능기반설계법 도입에 따른 설계지반운동에 대한 개념 변화, 장주기 영역 재정의를 위한 통제주기(Long-period Transition Period, T_L) 추가 등 [13, 14] 일부 변화에 더불어 현재 세계적으로 통용되는 건축물의 내진설계 기준(IBC 2012[15])을 작성하기에 이르렀다. 이러한 역사의 미국 내진설계기준은 강진 지역인 서부해안지역을 중심으로 발달해왔다.

성능/효과

1) 기반암 깊이(H), 토층 평균 전단파속도(V _S,Soil)를 활용한 지반분류 지반증폭에 가장 큰 영향을 미치는 두 요소인 기반암 깊이와 V _S,Soil은 국내와 같이 기반암의 분포 깊이가 30 m 이내인 지역에서는 지반조사를 통해 획득 가능하다. 본 연구에서는 지반응답해석을 통해 도출된 국내 300개 지반의 증폭계수 경향을 활용하여 기반암 깊이 20 m를 지반분류의 1차 기준으로 삼아 20 m 이하에 기반암이 존재하는 지반을 H1 지반, 20 m 이상 깊이에 기반암이 존재하는 지반을 H2 지반으로 분류하였다.
DRS 작성에 활용된 최종 F a, Fv는 앞 절에서 논의한 바와 같이 지반응답해석 결과와 국내·외 설계기준에 제시된 증폭계수를 고려하여 보수적으로 결정되었기 때문에 DRS가 해석결과를 충분히 포괄하는 것을 확인할 수 있다.
10에서 H2-2지반은 기존 20 ~ 30 m의 기반암 깊이를 가지는 지반에 대해 도출된 DRS가 해석결과를 전 주기영역에서 적절히 포괄하고 있는 것을 확인할 수 있다. 그러나 H2-1 지반은 해석결과가 DRS와 달리 단주기 영역에서 증폭이 미소하며 0.6 ~ 1.4초 주기까지 DRS를 초과하는 결과를 도출하였다. Fig.
기반암 깊이가 20 m를 초과하여 깊은 H2 지반에는 상대적으로 단단한 H2-1 지반에 S_D 지반이, 연약한 H2-2 지반에는 S_E지반이 대부분 분포하였다. 그림과 같이 기존 3가지 지반종류로 분류되는 국내 지반은 새롭게 제안된 4가지 지반종류에 따라 분류되었고, 각 지반분류에 적절한 수의 지반이 분포하는 것을 확인할 수 있다.
6에 포함하여 도시하였고, 그림과 같이 그 증폭경향은 H2-2지반의 증폭경향과 매우 유사함을 확인할 수 있다. 따라서 120 m/s 이하의 V_S,Soil를 갖는 연약한 지반은 기반암 깊이에 관계없이 H2-2지반으로 분류되는 것이 타당할 것으로 판단하여 예외조항을 두기로 하였다. 본 절에서는 V_S,Soil를 활용하여 지반을 2차로 분류하고자 하였고, 최종적으로 전체 지반을 Table 3과 같이 4개의 지반으로 분류하였다.
4에는 해석에 사용된 전체 300개 지반의 지반고유주기와 기반암 깊이를 S_C , S_D , S_E 지반분류에 따라 나타내었다. 몇몇 예외적인 지반을 제외하면 그림에서 음영으로 표시한 것과 같이, 지반고유주기 0.3 초 이하인 지반은 기반암 깊이 20 m 이하에 속하고 0.3초 이상인 지반은 기반암 깊이 20 m 이상으로 분류됨을 확인할 수 있다. 그림과 같이 지반고유 주기 0.
새롭게 작성된 H2-1 지반의 DRS는 기존 DRS보다 단주기 영역의 증폭이 감소하고 중·장주기 영역의 증폭이 증대하는 것을 확인할 수 있다.

후속연구

분포 비율은 매우 낮으나 30 m 이상 깊은 깊이에 기반암이 위치하고 있는 지반이 국내에도 존재하므로 이에 대한 고려가 필수적이다. 앞서 제안된 지반분류체계의 1차 분류 기준인 기반암 깊이 20 m 이하에 해당되는 H1 지반(H1-1 지반, H1-2 지반)은 문제가 없으나, 기반암 깊이 20 m를 초과하는 H2 지반(H2-1 지반, H2-2 지반)의 지반응답해석에 활용된 지반은 기반암 깊이가 20 ~ 30 m로 국한되었기 때문에 추가 검토가 필요하다. 본 절에서는 30 m 이상 깊이에 기반암이 존재하는 국내 지반에 대한 추가적인 지반응답해석을 통해 H2 지반이 기반암 깊이 20 m를 초과하는 전체 지반을 포괄하도록 하였다.
한편, 국내와 지진환경이 유사한 판내부(intra-plate) 지역에서 계측된 국내·외 지진기록을 분석한 국내 한 연구에서 국내 지반은 1/T²으로 감소하는 변위에 민감한 구간은 3초에서 시작됨을 보고한 바 있다[27]. 이와 같은 연구 결과는 Eurocode 8의 2초 보다 보수적인 3초의 T_L을 산정하므로 T_L처녀 도입에 따른 영향을 최소화 할 수 있을 것으로 판단된다. 3.

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	내진설계 시 지반분류에 따라 설계지진하중을 달리 고려하는 이유는 무엇인가?	내진설계 시 지반분류에 따라 설계지진하중을 달리 고려하는 것은 지반 증폭의 영향을 고려하기 위함이다. Fig.
	우리나라 최초의 내진설계기준은 무엇인가?	우리나라 최초의 내진설계기준은 1988년 ‘건축물의 구조기준 등에 관한 규칙’[1]에 내진설계에 대한 사항이 포함되며 시작되었다. 당시로는 최신의 내진설계기준이었던 미국의 ATC3-06 (1978)에 바탕을 둔 것으로 이후 2005년 건축구조설계기준(Korean Building Code, KBC)[2]이 고시되기까지 큰 틀의 변동 없이 적용되었다[3].
	지반증폭 영향은 어떻게 작용하는가?	Fig. 2와 같이 지진원에서 전파되어 기반암에 이른 지진파(Bedrock Motion)는 기반암 상부 지반에서 증폭(Site Amplification)되어 지표면에 증폭된 하중(Free-field Motion)으로 작용한다. 지반증폭은 주파수영역 해석에서 전달함수(Transfer Function)를통해 고려할 수 있는데 전달함수는 Fig.

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