내진설계의 핵심 VIDEO: Seismic Design

내진설계의 핵심은 무엇일까

   우리나라의 내진설계는 지난 1988년 최초로 제정됐다. 하지만 당시 중·저층 건물이 대부분인데도 불구하고 6층 이상만 내진설계대상으로 제정돼 시행됐다. 그 후 몇 차례의 내진설계기준과 기술기준들의 개정되며 발전이 있었고 많은 문제점이 보완됐다. 2017년 발생한 포항지진을 계기로 내진 기준에 반영해 내진설계대상 건물의 적용범위가 더욱 확대되고 필로티형 건물의 내진설계를 위한 지침이 마련하게 된 것이다.

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이러한 내진설계는 지진에 대해 적절하게 견디는 구조물과 그 구성 부재를 설계하는 것이며, 이를 위해 부재의 크기와 내부에 배근되는 철근의 양과 철근 상세가 매우 중요하다. 기준에서는 다양한 구조형식별로 그 구성부재나 접합부에 대한 상세지침을 제공하고 있는데 구조물은 이를 반드시 만족하도록 설계되고 시공돼야 한다는 것이 전문가들의 의견이다.

한국콘크리트 내진설계위원회 한상환 위원장(사진)은 “품질보증을 위한 시공관리가 중요하고, 설계와 상세가 모두 만족하는 구조물이라도 시공에서 그 품질이 만족하지 않는다면 그 성능을 보장할 수 없다”며 “내진에서 중요한 세 가지는 정확한 설계, 상세, 품질관리가 가장 중요하다”고 말했다.

한국콘크리트학회 내진설계위원회의 주력 사안은

한국콘크리트 내진설계위원회에서는 철근콘크리트 구조물 내진설계, 내진성능평가, 내진보강에 대한 새로운 기술이나 현재 기준과 지침에 보완해야 할 부분에 대한 정보를 교환하고 있습니다. 주력 사업의 궁극적 목표는 사업을 통해 만들어진 결과물이 내진기준이나 내진성능평가와 보강지침 개정할 때 기본 자료로 반영할 수 있도록 합니다.

이를 위해 많은 위원들의 위원회에서 정보의 공유가 매우 중요합니다. 현재는 우리나라 내진설계 기준에서 미비한 한 부분인 구조물의 격막의 내진설계 방법 제안을 사업으로 정하고 위원회 위원들의 의견 교환, 해외기준의 조사와 분석, 번역서 출간, 워크숍 등을 진행하고 있습니다.

건설기술신문

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내진 설계 기준의 핵심 내용과 보완 사항은 무엇인지

내진설계의 핵심은 작은 지진 즉 자주 발생하는 지진에 대해 구조물의 기능을 수행할 수 있어야 하고, 중간크기의 지진에 대해서는 큰 손상이 발생하지 않도록 해야 하는 것입니다. 또한 발생빈도가 낮은 큰 지진에 대해서는 붕괴가 발생하지 않아야 합니다.

이것이 내진설계의 성능 목표라고 할 수 있습니다. 하지만 현재 사용하는 설계 기준은 최대 예상지진에 대해 붕괴를 방지를 보장하는 것을 목표로 하고 있습니다. 최근 성능기반설계나 통합적 성능 설계방법 연구가 활발하게 진행되고 있고, 이러한 개념들을 향후 반영해 내진설계의 핵심이 되는 정확한 설계, 상세, 품질관리를 만족시키는 설계방법을 만들어야 할 필요가 있습니다.

주요 내진 기술은 어떤 것들이 있는지

내진공학 분야에서 설계와 평가 방법이 더욱 발전돼 가고 있습니다. 성능기반설계, 능력설계, 통합설계방법들이 계속 개발되고 있으며 또한 과거 지진의 경험을 통해 구성 부재의 상세에도 많은 발전을 거듭하고 있습니다.

특히 접합부의 철근이나 접합상세들이 많은 실험적 해석적 연구를 통해 발전되고 있습니다. 이에 대한 검증은 지진 발생에서 설계된 건물들의 적절한 성능보유를 확인함으로 검증되기도 했습니다. 그리고 내진설계가 안 돼 있거나 미비한 구조물에 대한 보강과 제진, 면진 장치에 대한 많은 연구가 진행됐고, 이와 관련된 기술을 기반으로 국내외의 많은 특허 기술들이 개발 중인 상황입니다.

지진과 관련된 국민들의 인식 고취 등 앞으로 학회의 계획은

내진설계위원회에서는 정기학술대회에서 워크숍을 통해 현재 내진기술들을 지속적으로 홍보해 왔습니다. 물론 대상은 관련자와 전문가 그룹이 주를 이루고 있습니다.

향후에는 이를 좀 더 확대해 국민들의 인식 고취를 위한 기술들의 간략한 소개책자를 만들어 배포하거나 홈페이지를 활용한 홍보를 계획 중입니다.

또한 앞으로도 내진설계위원회에서는 계속해 내진설계 분야의 주요 사업을 발굴하고 수행할 것입니다. 이를 성공적으로 수행해 우리나라 구조물이 보다 지진에 대한 안전하게 하고자 합니다.

마지막으로 남기실 메시지가 있다면

지진에 대한 대비를 위한 연구, 기술개발은 지속적인 국민과 정부의 관심이 필요한 사항입니다. 하지만 지진은 자주 발생하는 재해가 아닙니다. 우리에게 피해를 주는 지진규모 5이상의 지진은 우리나라에서 4년에서 5년에 한번 정도 발생합니다.

지진 발생한 후 잠깐의 경각심으로 인한 관심이 있다가 시간이 지나면 그 관심이 많이 줄어들게 되고, 기술개발의 지원 규모도 축소되는 경우가 많습니다. 이에 따라 내진공학 분야의 발전으로 지진으로 인한 보나 큰 안전성을 확보하기 위해 지속적이 국민적, 정부의 관심이 필요하다고 할 수 있습니다.

[공학저널 전찬민 기자] 

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Performance-Based Seismic Design

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