[논문]소방시설의 내진설계를 위한 등재해도 스펙트럼

김준경; 정기신

doi:10.7731/kifse.2017.31.1.026

[국내논문] 소방시설의 내진설계를 위한 등재해도 스펙트럼
Uniform Hazard Spectrum for Seismic Design of Fire Protection Facilities 원문보기

한국화재소방학회 논문지= Fire science and engineering, v.31 no.1, 2017년, pp.26 - 35

초록
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미국 노스리지 지진(1994)과 일본 고베지진(1995) 발생 이후 다양한 구조물 및 건축물을 설계 할 때 성능기반 내진설계 개념을 적용하고 있다. 최근 국내 소방시설물에 대해서도 내진설계기준이 제정되어 내진설계 규정에 따라 적합하게 설계되어야 한다. 성능기반 설계가 도입되면서 구조물 중요도에 따라 기능수행, 즉시복구, 인명보호, 붕괴방지 등 각각의 성능에 적합한 연발생빈도의 등재해도 스펙트럼이 요구되고 있다. 확률론적 방법을 적용하여 국내 주요 5개 도시에 대해 등재해도 스펙트럼(uniform hazard spectrum)을 분석하였다. 지진 및 지체구조 관련된 전문가 패널은 10인이며 전문가 패널이 제시한 다수의 지진지체구조구 모델 및 다양한 지진동 감쇠식을 적용하였다. 분석대상 진동수는 (0.5, 1.0, 2.0, 5.0, 10.0) Hz이고 또한 PGA(최대지반가속도) 결과를 이용하여 500년, 1,000년 및 2,500년 등 3개 주요 성능기준에 해당하는 재현주기에 대해 등재해도 스펙트럼을 분석하였다. 민감도 분석에 의하면 지진지체구조 구 모델 변수보다 지반진동 감쇠식 변수가 지진재해도에 보다 큰 영향을 주는 것으로 분석되었다. 일반적으로 등재해도 스펙트럼은 10 Hz에서 최대 지진재해도를 보여 주었고, 기존 연구 및 관련 기술기준에 제시된 등재해도 스펙트럼의 수준 및 모양 특성과 대단히 유사하였다.

Abstract ▼ AI-Helper

Since the Northridge earthquake (1994) and Kobe earthquake (1995), the concept of performance-based design has been actively introduced to design major structures and buildings. Recently, the seismic design code was established for fire protection facilities. Therefore, the important fire protection facilities should be designed and constructed according to the seismic design code. Accordingly, uniform hazard spectra (UHS), with annual exceedance probabilities, corresponding to the performance level, such as operational, immediate occupancy, life safety, and collapse prevention, are required for performance-based design. Using the method of probabilistic seismic hazard analysis (PSHA), the uniform hazard spectra for 5 major cities in Korea with a recurrence period of 500, 1,000, and 2,500 years corresponding to frequencies of (0.5, 1.0, 2.0, 5.0, 10.0)Hz and PGA, were analyzed. The expert panel was comprised of 10 members in seismology and tectonics. The ground motion prediction equations and several seismo tectonic models suggested by 10 expert panel members in seismology and tectonics were used as the input data for uniform hazard spectrum analysis. According to sensitivity analysis, the parameter of spectral ground motion prediction equations has a greater impact on the seismic hazard than seismotectonic models. The resulting uniform hazard spectra showed maximum values of the seismic hazard at a frequency of 10Hz and also showed the shape characteristics, which are similar to previous studies and related technical guides for nuclear facilities.

주제어

표/그림 (15)

그림 Figure 1. Sensitivity of maximum seismic hazard values for five seismotectonic models (C5, C4, C3, C1, & A7) at the given GMPE model #10 and at 0.5, 1, 2, 5, 10 Hz & PGA.
그림 Figure 2. Sensitivity of maximum seismic hazard values for five seismotectonic models (C5, C4, C3, C1, & A7) at the given GMPE model #114 and at 0.5, 1, 2, 5, 10 Hz & PGA.
표 Table 1. Ground Motion Prediction Equations for Sensitivity Analysis
그림 Figure 3. Sensitivity of maximum seismic hazard values (10 Hz) for 5 seismotectonic models (C5, C4, C3, C1, & A7) at the given GMPE model #10 and at #4, #8, #10, #21, #24, #26, #104, #106, & #114.
그림 Figure 4. Sensitivity of maximum seismic hazard values (PGA) for 5 seismotectonic models (C5, C4, C3, C1, & A7) at the given GMPE model #10 and at #4, #8, #10, #21, #24, #26, #104, #106, & #114.
그림 Figure 5. Distribution map of seismic hazard values to Mmax (Mw=7.5).
그림 Figure 6. Distribution map of seismic hazard values to Mmax (Mw=6.4).
그림 Figure 7. Uniform hazard spectrum for RP (500, 1,000 and 2,500 yrs) at Seoul.
그림 Figure 8. Uniform hazard spectrum for RP (500, 1,000 and 2,500 yrs) at Daejeon.
표 Table 2. An Example of Input Parameters for PSHA for Expert Panel #2
표 Table 3. Seismic Hazard at Seoul, Daejeon, and Daegu (unit ; %g)
그림 Figure 9. Uniform hazard spectrum for RP (500, 1,000 and 2,500 yrs) at Daegu.
그림 Figure 11. Uniform hazard spectrum for RP (500, 1,000 and 2,500 yrs) at Gwangju.
그림 Figure 10. Uniform hazard spectrum for RP (500, 1,000 and 2,500 yrs) at Busan.
표 Table 4. Seismic Hazard at Busan and Gwangju (unit;%g)

AI 본문요약
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문제 정의

본 연구는 가장 심각한 설계성능수준인 붕괴방지(Collapse Prevention)에 해당하는 4,800년 재현주기를 제외하고 단지 500년, 1,000년, 및 2,500년을 포함한 주요 3개 재래주기에 대해 등재해도 스펙트럼을 분석하여 제시하였다. 향후 구체적으로 제시된 소방시설의 성능설계를 위해 요구되는 최대 성능수준이 정의되면 해당되는 적절한 재현주기를 다시 포함시킬 필요가 있다.

제안 방법

(1) 소방시설물의 내진 성능설계에 일반적으로 요구되는 3개 재현주기(500년, 1,000년, 및 2,500년)에 대해 국내 5개 주요 도시에서의 등재해도 스펙트럼을 제시하였다. 3개 재현주기 및 5개 주요 도시에 제시된 지진재해도 모두 10.
10인 전문가 각각은 다양한 지반진동 감쇠식 모델을 가중치와 함께 제시하였고 이를 입력자료로 사용하여 지진재해도 분석을 수행하였다. 일부 전문가는 주로 미국 중동부지역에서 개발된 모델 등(Abrahamson and Silva, 2008;Campbell, 2003; Atkinson and Boore, 1997; Toro et al.
10인 전문가가 각각 제시한 다양한 지진지체구조구 모델을 사용하여 지진재해도 분석을 수행하였다. 다수의 전문가는 이미 개발되어 있는 기존의 지진지체구조구 모델을 단수 또는 복수로 선택하여 제시하였고, 일부 전문가는 전문가 자신이 개발한 고유의 지진지체구조구 모델을 제시하였다.
10인의 전문가 각각은 지진지체구조구 모델을 가중치와 함께 복수로 조합하여 제시하였고 제시된 모델 중 가장 제시 빈도가 높은 지진지체구조구 모델(A7, C1, C3, C4 및 C5) 등 5개 모델을 선택하여 영향을 분석하였다. 국내 특정 지점의 지진재해도가 아닌 국내 전체지역의 지진재해도중에 최대 지진재해도를 선택하였다.
10인의 전문가가 각각 지반진동 감쇠식을 복수로 조합하여 가중치와 함께 제시하였고 가장 빈도가 높게 제시된 감쇠식을 선택하여 민감도 분석을 수행하였다. 지진원 변수(a, b, 최대지진 및 최소지진 규모 및 지진지체구조구 모델)를 고정하고 단지 감쇠식 변화에 대한 재현주기 1,000년에 해당하는 지진재해도를 분석하였다.
10인의 전문가가 각각 최대지진값을 복수로 조합하여가중치와 함께 제시하였고 이중에서 임의 전문가를 선택하여 민감도 분석을 수행하였다. 임의 전문가가 제시한 입력변수 가운데 지진원 변수(a, b, 및 최소지진 규모) 및 지진 지체구조구 모델을 고정하고 최대지진값의 변화에 대한 재현주기 1,000년에 해당하는 지진재해도를 분석하였다.
임의 지역에서 미래 발생할 지진에 의한 지반진동의 크기를 분석하기 위해서 지반진동 감쇠식(Ground Motion Prediction Equation; GMPE)이 필요하고 지반진동 감쇠식은 PGA 또는 스펙트럴 가속도(Spectral Acceleration)를 지진규모와 진앙거리의 함수로 나타낸다. 10인의 전문가가 제시한 지진지체구조 모델 내부의 모든 격자 각각의 지진활동도 변수 및 지반진동 감쇠공식을 이용하여 각각 분석대상 위치에서 특정한 설계지반운동 값의 연초과확률을 계산한다.
10인의 전문가가 제시한 지진지체구조구 모델 각각에 대해 지진카타로그의 완성도(Completeness)를 고려하여, 역사지진 전체, 조선시대, 고려시대, 삼국시대 및 1903 이후 관측된 계기지진 자료 등 관측기간에 따라 다른 가중치를 제시하였다. 제시한 지진카타로그의 시대별 가중치를 활용하여 a, b, 최대지진 및 최소지진값을 분석하였다.
각각 지진지체구조구 모델에서 a, b, 최대지진값, 최소지진값을 계산 및 분석을 위해 지진카타로그의 신뢰성을 고려하여 10인의 전문가는 현재 가용한 지진카타로그인 Lee and Yang (2006)⁽⁹⁾, 기상청(2012)⁽¹⁰⁾ 또는 한국지질자원연구원(2014)⁽¹¹⁾등 3종류의 지진카타로그중에서 단수 또는 복수로 조합하여 제시하였다.
10인의 지진 및 지반진동 감쇠식 전문가 패널이 제시한 2가지 종류의 입력자료를 이용하였다. 국내 및 국외에서 개발된 스펙트럴 지반진동 감쇠식과 다양한 국내 지진지체 구조구(Seismotectonic Province) 모델을 사용하여 인구 및 산업 밀집도가 높은 5개 주요 도시에 대해 확률론적 지진재해도 분석을 수행하였다.
기존 연구(Kim et al., 2016)⁽⁷⁾에서 지적된 특히 저진동수에서 특이한 이상값 등을 해결하기 위해 본 연구는 수차례의 피드백 과정을 수행하였다. 따라서 기존 연구에 대비할 때 가장 커다란 차이점은 새로이 전문가 패널과 수차례의 피드백 과정을 수행하였고 이를 통해 지진재해도를 재분석하여 새로이 등재해도를 제시하였다.
10인 전문가가 각각 제시한 다양한 지진지체구조구 모델을 사용하여 지진재해도 분석을 수행하였다. 다수의 전문가는 이미 개발되어 있는 기존의 지진지체구조구 모델을 단수 또는 복수로 선택하여 제시하였고, 일부 전문가는 전문가 자신이 개발한 고유의 지진지체구조구 모델을 제시하였다.
, 2016)⁽⁷⁾에서 지적된 특히 저진동수에서 특이한 이상값 등을 해결하기 위해 본 연구는 수차례의 피드백 과정을 수행하였다. 따라서 기존 연구에 대비할 때 가장 커다란 차이점은 새로이 전문가 패널과 수차례의 피드백 과정을 수행하였고 이를 통해 지진재해도를 재분석하여 새로이 등재해도를 제시하였다.
, 2016)⁽⁷⁾에서 지적되었다. 따라서 전문가에게 해당 분석 결과를 제시하고 각각 전문가가 기존의 감쇠식을 변경하거나 기중치 조정을 거치는 피드백 과정을 여러 차례 수행하였다.
일부 전문가들은 미국 중동부에서 개발된다수의 감쇠식을 주로 제시하였고 다른 일부 전문가는 국내에서 개발된 감쇠식과 미국 중동부에서 개발된 감쇠식을 혼합하여 제시하였다. 본 절에서 민감도 분석을 위해 제시 빈도가 가장 높은 감쇠식(#8 및 #10; Table 1)을 이용하였다.
소방시설 및 건축물의 주요 공명주파수에 해당하는 (0.5,1.0, 2.0, 5.0, 10.0) Hz 및 PGA에 대해 확률론적 방법을 이용하였고, 주요 소방시설의 성능기반설계 범위를 대부분을 포괄하기 위해 500년, 1,000년, 및 2,500년을 포함한 주요 3개 재래주기에 대해 등재해도 스펙트럼을 분석하였다. 소방시설의 내진설계기준에 해당하는 국민안전처 고시는 구체적으로 제시된 소방시설에 적합한 성능설계를 위해 요구되는 구조물 및 건축물 종류에 따라서 기능수행, 즉시복구,인명보호, 붕괴방지와 같은 적절한 설계성능수준을 아직 제시하지 않고 있다.
0 Hz 부분에 표시하였다. 옥내소화전설비, 스프링클러설비, 및 물분무설비 등을 포함하는 주요 소방시설물의 내진설계성능을 고려할 때 가장 빈번하게 적용될 가능성이 높은 500년(2.0E-03/yr), 1000년(1.0E-03/yr), 및 2500년(4.0E-04 /yr)의 재현주기에 해당하는 지진재해도를 이용하여 등재해도 스펙트럼을 분석하였다.
국내 특정 지점의 지진재해도가 아닌 국내 전체지역의 지진재해도중에 최대 지진재해도를 선택하였다. 우선 감쇠식 모델을 고정하고 5개 종류의 지진지체구조구 모델 변화에 대한 재현주기 1,000년에 해당하는 지진재해도를 분석하였다.
일부 전문가는 주로 미국 중동부지역에서 개발된 모델 등(Abrahamson and Silva, 2008;Campbell, 2003; Atkinson and Boore, 1997; Toro et al. 1997;Atkinson & Silva, 2000; Boor and Atkinson, 2008; Boore and Atkinson, 2011)(12,13,14,15,16,17,18)을 조합하여 제시하였고, 일부 전문가는 국내에서 개발된 지진동 감쇠모델 (Noh and Lee,1995; Lee, 2002; Jo and Baag, 2003; Yun et. al., 2005) (19,20,21,22) 등과 미국 중동부 지역에서 개발된 모델을 복수로 조합하여 제시하였다.
10인의 전문가가 각각 최대지진값을 복수로 조합하여가중치와 함께 제시하였고 이중에서 임의 전문가를 선택하여 민감도 분석을 수행하였다. 임의 전문가가 제시한 입력변수 가운데 지진원 변수(a, b, 및 최소지진 규모) 및 지진 지체구조구 모델을 고정하고 최대지진값의 변화에 대한 재현주기 1,000년에 해당하는 지진재해도를 분석하였다.
10인의 전문가가 제시한 지진지체구조구 모델 각각에 대해 지진카타로그의 완성도(Completeness)를 고려하여, 역사지진 전체, 조선시대, 고려시대, 삼국시대 및 1903 이후 관측된 계기지진 자료 등 관측기간에 따라 다른 가중치를 제시하였다. 제시한 지진카타로그의 시대별 가중치를 활용하여 a, b, 최대지진 및 최소지진값을 분석하였다. 임의 전문가가 제시한 입력자료 예는 Table 3에 제시되어 있다.
10인의 전문가가 각각 지반진동 감쇠식을 복수로 조합하여 가중치와 함께 제시하였고 가장 빈도가 높게 제시된 감쇠식을 선택하여 민감도 분석을 수행하였다. 지진원 변수(a, b, 최대지진 및 최소지진 규모 및 지진지체구조구 모델)를 고정하고 단지 감쇠식 변화에 대한 재현주기 1,000년에 해당하는 지진재해도를 분석하였다.
확률론적 지진재해도 분석은 Cornell (1968)⁽⁶⁾에 의해서 최초로 제안된 후 이후 많은 수정과 보완을 거쳐서 현재 세계적으로 가장 널리 사용되는 방법이다. 지진재해도 분석은 지진원, 지진파 감쇠식 및 부지 증폭 특성의 불확실성을 고려하여 특정 기간 및 특정 수준 이상의 지반진동이 부지에 발생할 확률을 분석하고 지진의 재현주기 또는 연간초과확률에 대해 설계지반운동 수준을 제시한다. 지진재해 분석은 하부 지반이 암반이 아닌 경우, 부지증폭 특성을 고려하여 설계응답스펙트럼을 수정하여야 한다.
국내 지진발생 특성을 적절하게 반영되어야 하며 또한 성능기반 설계를 위해 다양한 재해주기에 대한 지진재해도가 필요하다. 하지만 국내에서 관측된 강지진동의 부재 등으로 인하여 지진재해 분석 시 불확실성이 커다는 단점이 있어 확률론적 지진재해도 분석 기술을 적용하여 등재해도 스펙트럼을 분석하였다. 확률론적 지진재해도 분석은 Cornell (1968)⁽⁶⁾에 의해서 최초로 제안된 후 이후 많은 수정과 보완을 거쳐서 현재 세계적으로 가장 널리 사용되는 방법이다.
확률론적 지진재해도 방법을 이용하여 임의 특정 부지 또는 국내 전체 지역을 대상으로 발생 가능한 모든 지진에 대해 지진규모와 진앙거리를 고려하여 계산된 임의 지반진동 수준에 대한 연초과확률(Annual Exceedance Probability)을 분석한다. 지진재해도 분석을 위해 크게 3 종류의 입력변수가 사용되며, 입력변수는 지진자료가 가지는 필연적인 불확실성을 가지고 있다.
확률론적 지진재해도 분석은 우선 면적 지진원을 일정한 크기를 가진 격자로 분할한 후, 각 격자의 지진활동도(Seismicity)를 분석한다. 아직 단층과 같은 국내 선 지진원에 대한 불확실성이 높기 때문에 면적 지진원만을 고려하였다.

대상 데이터

10인의 지진 및 지반진동 감쇠식 전문가 패널이 제시한 2가지 종류의 입력자료를 이용하였다. 국내 및 국외에서 개발된 스펙트럴 지반진동 감쇠식과 다양한 국내 지진지체 구조구(Seismotectonic Province) 모델을 사용하여 인구 및 산업 밀집도가 높은 5개 주요 도시에 대해 확률론적 지진재해도 분석을 수행하였다.
지진재해도는 사용된 지반진동 감쇠식 모델을 고려하여NEHRP B/C 지반(760 m/sec, VS30)⁽²³⁾으로 정의되었다. 따라서 임의 지역의 실제 지진재해도에 적용시 하부 지반의 성질에 따라 NEHRP B/C 지반에서 정의된 지진재해도에추가적으로 부지증폭 특성이 고려되어야 한다.

데이터처리

미국의 경우 소방시설이 아닌 일반구조물의 성능수준을 고려하여 PGA 및 국가지진재해도 역시 500년, 1,000년, 및 2,500년의 3개 재현주기에 대해 제시하고 있다. 기존의 연구(Hahm, 2012; Kim etal., 2016)^(8,7)와 비교하였다.

성능/효과

(2) 2,500년 재현주기에 대해 대구의 지진재해도가 상대적으로 가장 크고 부산, 대전, 광주 및 서울의 순서이며 기존의 건교부(1997)⁽²⁷⁾가 제시한 국가지진재해지도와 비교할 때 유사한 특징을 보여주고 있다. 기존 연구(Hahm, 2012;Kim et al.
(3) 지진지체구조구 모델 보다 지반진동 감쇠식 모델이등재해도 스펙트럼에 상대적으로 더욱 큰 영향을 미치고 있음을 보여주었다. 따라서 PGA 뿐만 아니라 관심 진동수 각각에 대해 국내 지진지체구조구 특성을 대표하는 감쇠식의 개발이 대단히 중요하다.
(4) 기존연구는 특히 0.5 Hz 진동수에서 일반적 등재해도 스펙트럼 형태로부터 다소 벗어나 있는 특징을 보여주었으나 본 연구 결과는 그러한 다소 완화된 특징을 보여주고 있다. 이러한 현상은 지반진동 감쇠식의 차이에 의한 것으로 분석되었고 따라서 국내 지진지체구조특성에 적합한 지반진동 감쇠식 개발이 필요하다.
2,500년 재현주기에 해당하는 PGA를 기준으로 할 경우 대구의 지진재해도가 상대적으로 가장 크고 부산, 대전, 광주 및 서울의 순서를 보여주고 있다. 또한 2,500년 재현주기에 해당하는 10 Hz를 기준으로 할 경우 PGA와 다르게 부산의 지진재해도가 상대적으로 가장 크고 대구, 광주, 대전 및 서울의 순서를 보여주고 있다.
구체적인 지진재해도는 Table 3에 제시되어 있다. 3개 등재해도 스펙트럼 공통적으로 출발점인 0.5 Hz에서 가장 작고 높은 진동수로 진행하면서 지진재해도가 서로 거의 평행하게 서서히 증가하다가 10 Hz에서 최대값을 보여 주고 있다. 이를 정점으로 다시 감소하여 PGA값(10 Hz에서 지진재해도의 약 1/2)으로 수렴되고 있다.
(1) 소방시설물의 내진 성능설계에 일반적으로 요구되는 3개 재현주기(500년, 1,000년, 및 2,500년)에 대해 국내 5개 주요 도시에서의 등재해도 스펙트럼을 제시하였다. 3개 재현주기 및 5개 주요 도시에 제시된 지진재해도 모두 10.0 Hz에서 최대값을 보여주었고, 재현주기가 커짐에 따라 각각 진동수에서 지진재해도가 커지는 것으로 분석되었다. 각각 등재해도 스펙트럼에서 최대값을 나타내는 10.
0 Hz에서 최대값을 보여주었고, 재현주기가 커짐에 따라 각각 진동수에서 지진재해도가 커지는 것으로 분석되었다. 각각 등재해도 스펙트럼에서 최대값을 나타내는 10.0 Hz의 경우 2,500년, 1,000년 및 500년 재현주기 각각에 대해 5개 도시 상호간 지진재해도의 커다란 차이가 없는 것으로 분석되었다.
따라서 지진지체구조구 모델 변화에 대한 지진재해도의 최대 차이는 약 67 %g를 보여 주었고 감쇠식 변화에 대한지진재해도의 최대 차이는 약 77 %g의 차이를 보여 주고 있어 감쇠식 변화에 대한 지진재해도의 차이가 더욱 크게 발생하고 있다. Figure 3 및 Figure 4의 경우 모두 공통적으로 지진지체구조 모델 보다 감쇠식의 변화가 지진재해도에보다 커다란 변화를 발생시키고 있어 민감도가 더욱 커다는 것을 보여 주었다.
따라서 지진지체구조구 모델 변화에 대한 지진재해도의 최대 차이는 약 95 %g를 보여 주었고 감쇠식 변화에 대한지진재해도의 최대 차이는 약 105 %g의 차이를 보여 주고 있어 감쇠식 변화에 대한 지진재해도 차이가 더욱 크게 발생하고 있어 민감도다 높다는 것을 보여주고 있다.
2가지 경우 모두 황해도 지역이 최대값을 공통적으로 보여주었다. 전체적으로 지진재해도 경향은 유사하나 최대값은최대규모 7.5일 때 37 %g, 최대규모 6.4일 경우 7 %g로 커다란 차이를 보여주고 있어 규모에 따른 영향을 잘 보여주고 있다. 규모가 7.
특히 #10의 감쇠식으로 고정한 경우, 지진지채구조구 모델 상호간의 최대 및 최저값의 차이가 가장 크게 나타나고 있다. 최대값을 나타내는 C5 모델은 약 82 %g이고 최소값A7 모델은 약 15 %g이며 약 67 %g의 차이를 보여 주고 있다. 또한 감쇠식에 따라 가장 변화의 폭이 큰 C5 모델에 대해 #10의 감쇠식을 사용한 경우 약 82 %g이고 #106의 감쇠식의 경우 최소값 약 5 %g을 보여주고 있어 약 77 %g의 차이를 보여 주고 있다.

후속연구

따라서 PGA 뿐만 아니라 관심 진동수 각각에 대해 국내 지진지체구조구 특성을 대표하는 감쇠식의 개발이 대단히 중요하다. 국내 일반 지반에 대한 상세정보, 중규모 이상의 강지진동 부족, 진앙거리의 범위, 관측지역의 제한성 등을 보완할 수 있는 PGA 뿐만 아니라 진동수별 지반진동 감쇠식에 대해 보다 연구가 필요하다.
따라서 옥내소화전설비, 스프링클러설비, 및 물 분무 등을 포함하는 소화설비가 해당 및 상위 기준에서 정하는 규정에 따라 적합하게 설치되어야 한다. 하지만 소방시설의 내진설계기준(국민안전처 고시)에서 소방시설에 적합한 성능설계를 위해 요구되는 적절한 설계성능수준이 아직 구체적으로 제시되지 못하고 있어 향후 소방시설에 성능수준과 관련된 연구가 필요한 것으로 보인다. 1995년 발생한 일본 코베지진은 지진의 직접적 피해보다 도시 전체의 일주일 동안 화재로 인한 피해가 보다 심각하여 주요 소방시설에 대한 내진성능설계가 중요함을 제시하는 가장 적절한 교훈이다.
본 연구는 가장 심각한 설계성능수준인 붕괴방지(Collapse Prevention)에 해당하는 4,800년 재현주기를 제외하고 단지 500년, 1,000년, 및 2,500년을 포함한 주요 3개 재래주기에 대해 등재해도 스펙트럼을 분석하여 제시하였다. 향후 구체적으로 제시된 소방시설의 성능설계를 위해 요구되는 최대 성능수준이 정의되면 해당되는 적절한 재현주기를 다시 포함시킬 필요가 있다. 미국의 경우 소방시설이 아닌 일반구조물의 성능수준을 고려하여 PGA 및 국가지진재해도 역시 500년, 1,000년, 및 2,500년의 3개 재현주기에 대해 제시하고 있다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	성능기반 설계에서 각각의 성능이란 무엇인가?	최근 국내 소방시설물에 대해서도 내진설계기준이 제정되어 내진설계 규정에 따라 적합하게 설계되어야 한다. 성능기반 설계가 도입되면서 구조물 중요도에 따라 기능수행, 즉시복구, 인명보호, 붕괴방지 등 각각의 성능에 적합한 연발생빈도의 등재해도 스펙트럼이 요구되고 있다. 확률론적 방법을 적용하여 국내 주요 5개 도시에 대해 등재해도 스펙트럼(uniform hazard spectrum)을 분석하였다.
	내진설계란 무엇인가?	내진설계 개념은 지진재해로부터 인명 및 구조물, 건축물을 보호하기 위한 것이다. 설계응답스펙트럼이 내진설계 시 가장 기본적 요소이며 초기에는 주로 표준 설계응답스펙트럼의 형태로 제시되었다.
	기존의 감쇠식을 변경하거나 기중치 조정을 거치는 피드백 과정이 수행되어야 하는 이유는 무엇인가?	감쇠식의 경우 미국 중동부에서 적용되는 감쇠식 보다 국내에서 개발된 일부 감쇠식을 이용한 결과는 국내 지진지체구조구 특성을 대표한다고 할 수 있다. 하지만 국내에서 개발된 일부 감쇠식을 이용한 결과는 일반적으로 기존의 외국 보고서 등에서 제시된 전형적인 형태의 등재해도 스펙트럼 모양에서 다소 벗어나 있다고 기존 연구(Kim et al., 2016)(7)에서 지적되었다. 따라서 전문가에게 해당 분석결과를 제시하고 각각 전문가가 기존의 감쇠식을 변경하거나 기중치 조정을 거치는 피드백 과정을 여러 차례 수행하였다.

참고문헌 (27)

U.S. NRC, "Design response spectra for seismic design of nuclear power plants", Revision 1, Regulatory Guide 1.60, U.S. Atomic Energy Commission, Washington (1973).
U.S. NRC, "A performance-based approach to define the site-specific earthquake ground motion", Regulatory Guide 1.208, U.S. Nuclear Regulatory Commission, Washington (2007).
U.S. AEC, "Evaluation of the seismic design criteria in ASCE/SEI standard 43-05 for application to nuclear power plants", NUREG/CR-6926 (2007).
ICBO, "1997 Uniform Building Code", Volume 2-Structural Engineering Design Provisions, International Conference of Building Officials (1997).
International Code Council, International Building Code (2000).
C. A. Cornell, "Engineering seismic risk analysis", Bulletin of the Seismological Society of America, Vol. 58, No. 5, pp. 1583-1606 (1968).
J. K. Kim, S. W. Wee and J. B. Kyung, "Uniform Hazard Spectra of 5 Major Cities in Korea", J. Korean Earth Sci. Soc., Vol. 37, No. 3, pp. 162-172 (2016).

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D. G. Hahm, J. M. Seo, I. K. Choi and H. M. Rhee, "Uniform Hazard Spectrum Evaluation Method for Nuclear Power Plants on Soil Sites Based on the Hazard Spectra of Bedrock Sites", Journal of the Earthquake Engineering Society of Korea, Vol. 16, No. 3, pp. 35-42 (2012).
B. Gutenberg and C. F. Richter, "Frequency of Earthquakes in California", Bulletin of the Seismological Society of America, Vol. 34, No. 4, pp. 185-188 (1944).
K. Lee and W. S. Yang, "Historical seismicity of Korea", Bulletin of the Seismological Society of America, Vol. 96, No. 3, pp. 846-855 (2006).

상세보기
KMA (Korea Meteorological Agency), "Historical earthquake records in Korea (2-1904)", Vol. I and II (in Korean) (2012).
N. Abrahamson and W. Silva, "Summary of the Abrahamson & Silva NGA Ground-motion Relations", Earthquake Spectra, Vol. 24, No. 1, pp. 67-97 (2008).

상세보기
C. A. Cornell, "Engineering Seismic Risk Analysis", Bulletin of the Seismological Society of America, Vol. 58, No. 5, pp. 1583-1606 (1968).
G. M. Atkinson and D. M. Boore, "Some Comparisons Between Recent Ground Motion Relations", Seismological Research Letters, Vol. 68, No. 1, pp. 24-40 (1997).

상세보기
G. R. Toro, N. A. Abrahamson and J. F. Schneider, "Model of Strong Ground Motions from Earthquakes in Central and Eastern North America: Best Estimates and Uncertainties", Seismological Research Letters, Vol. 68, No. 1, pp. 41-57 (1997).

상세보기
G. M. Atkinson and W. Silva, "Stochastic Modeling of California Ground Motions", Bulletin of the Seismological Society of America, Vol. 90, No. 2, pp. 255-274 (2000).

상세보기
D. M. Boore and G. M. Atkinson, "Ground-motion Prediction Equations for the Average Horizontal Component of PGA, PGV, and 5%-damped PSA at Spectral Periods between 0.001 s and 10.0 s", Earthquake Spectrum, Vol. 24, Iss. 1, pp. 99-138 (2008).

상세보기
D. M. Boore and G. M. Atkinson, "Modifications to Existing Ground-motion Prediction Equations in Light of New Data", Bulletin of the Seismological Society of America, Vol. 101, No. 3, pp. 1121-1135 (2011).

상세보기
M. H. Noh and K. H. Lee, "Estimation of Peak Ground Motions in the Southeastern Part of the Korean Peninsula (II): Development of Predictive Equations", Journal of Geological Society of Korea, Vol. 31, No. 3, pp. 175-187 (1995).
J. M. Lee, "A Study on the Characteristics of Strong Ground Motions in Southern Korea", KINS/HR-422, Korea Institute of Nuclear Safety, Daejeon (2002).
N. D. Jo and C. E. Baag, "Estimation of Spectrum Decay Parameter and Stochastic Prediction of Strong Ground Motions in Southeastern Korea", Journal of the Earthquake Engineering Society of Korea, Vol. 7, Iss. 6, pp. 59-70 (2003).
K. H. Yun, D. H. Park, W. H. Choi, C. J. Chang and D. S. Lee, "Development of Site-specific Ground-motion Attenuation Relations for Nuclear Power Plant Sites and study on Their Characteristics", Journal of the Earthquake Engineering Society of Korea fall workshop, pp. 418-430 (2005)
NEHEP, "Recommended Provisions for Seismic Regulation for New Building and other Structures", FEMA 302/303, part 1 (Provisions) and Part 2 (Commentary) (1997).
W. J. Silva, "Factors Controlling Strong Ground Motions and Their Associated Uncertainties. Seismic and Dynamic Analysis and Design Considerations for High Level Nuclear Waste Repositories", American Society of Civil Engineers, pp. 132-161 (1993).
U. S. NRC, "Practical Implementation Guidelines for SSHAC Level 3 and 4 Hazard Studies", NUREG-2117 (2012).
KIGAM (Korea Institute of Geoscience and Mineral Resources), "Active Fault Map and Seismic Hazard Map (The 3rd Year Report)", NEMA-science-2009-24, 900 p (in Korean), (2012).
Ministry of Construction & Transportation, "Research of Seismic Design Code (II)", Earthquake Engineering Society of Korea (in Korean) (1997).

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].

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