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문제 정의
국내의 경우 아직 국내 특성에 적합한 액상화 피해예측 기준이 마련되어 있지 않다. 그러므로, 한국시설안전공단의 '기존 시설물(기초 및 지반) 내진성능 평가요령(2020)'에서 제시하고 있는 기초의 내진 성능평가 요령을 소개한다.
설계기준에서는 액상화 영향을 고려하도록 제시하고 있기만 국내에서는 아직까지 구체적인 설계방법이 제시되어 있기 않은 실정이다. 최근 한국시설안전공단의 '기존 시설물(기초 및 지반) 내진성능 평가요령(2020)'이 개정되었는데, 여기서 액상화 영향을 고려한 기초구조물 내진성능평가법흘 제시하고 있으므로 이에 대한 내용을 간략히 소개하고자 한다.
제안 방법
2) 경사지반의 지진 후 액상화 지반변위에 대한 내진성능평가를 각각 수행한다. 이것은 작은 규모의 지진이 발생하면 구조물의 관성 응답이 먼저 나타나고 이후 액상화 지반의 강도 감소 및 변위가 발생할 가능성이 높기 때문이다.
우선, 액상화 지반의 저항력 감소를 고려하여 기초의 등가강성을 산정하고 상부구조물 해석을 통해 기초면 작용하중을 산정한다. 그리고, 기초구조물 모델링 에서 액상화 층의 지반 횡방향 저항력 감소를 고려한 조건을 적용한 후 상부구조물 해석에서 얻어진 기초면 작용하중에 대해 기초구조물의 안정성을 평가한다.
액상화 지반변위에 대한 기초 안정성은 상부구조물의 진동이 끝난 후 관성하중이 없는 상태를 적용하여 평가한다. [그림 3]은 액상화 지반 변위에 대한 내진성능 평가 절차이다.
액상화 지반의 지반강성 및 강도감소 효과를 고려하여 기초 및 상부구조물의 내진안정성을 평가한다. 우선, 액상화 지반의 저항력 감소를 고려하여 기초의 등가강성을 산정하고 상부구조물 해석을 통해 기초면 작용하중을 산정한다.
평가한다. 우선, 액상화 지반의 저항력 감소를 고려하여 기초의 등가강성을 산정하고 상부구조물 해석을 통해 기초면 작용하중을 산정한다. 그리고, 기초구조물 모델링 에서 액상화 층의 지반 횡방향 저항력 감소를 고려한 조건을 적용한 후 상부구조물 해석에서 얻어진 기초면 작용하중에 대해 기초구조물의 안정성을 평가한다.
완만한 지반경사의 경우 LDI 방법 그리고 사면인 경우 Newmark 방법을 이용하여 지반 변위를 산정한다. 지반의 변위가 산정되면 말뚝 해석 프로그램 등을 이용하여 지반의 변위를 말뚝에 가한 후 말뚝기초의 안정성을 평가한다.
이론/모형
우선 [그림 4]와 같이 지반 경사가 완만한 경우와 사면으로 구분하고 경험식을 이용하여 지반 변위를 산정한다. 완만한 지반경사의 경우 LDI 방법 그리고 사면인 경우 Newmark 방법을 이용하여 지반 변위를 산정한다. 지반의 변위가 산정되면 말뚝 해석 프로그램 등을 이용하여 지반의 변위를 말뚝에 가한 후 말뚝기초의 안정성을 평가한다.
후속연구
그러나, 아직까지는 국외의 기준을 단순 도입하고 있는 단계입니다. 향후 국내 특성에 적합한 고도화된 내진설계기술 개발을 통하여 국내에서도 성능기반 내진설계법을 도입하고 내진설계기술이 한단계 더 도약할 수 있기를 기대합니 다.
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