선형해석평가 및 비선형평가에 의한 학교시설 내진성능평가의 비교

Abstract

대부분의 학교시설의 구조형식은 조적허리벽을 갖는 철근콘크리트 모멘트 골조로 이루어져 있다. 조적허리벽을 갖는 철근콘크리트 모멘트 골조는 단주효과로 인해 기동의 전단력이 증가하지만 비내진 학교시설의 경우 기둥의 띠철근 간격이 커서 전단효과가 발생하고 취성적 거동을 할 가능성이 높다. 최근 국내에 여러 지역에서 지진의 발생 빈도가 높아지고 있으며, 이로 인해 큰 피해를 입었다. 학교시설에서는 기둥의 단주 파괴가 다수 발생하여 구조적으로 큰 피해를 입었으며 학교시설의 지진피해를 방지하기 위해 내진성능평가가 이루어져야 하며 방안도 필요하다. 2018년 1월 1일에 고시된 ‘학교시설 내진설계기준 및 매뉴얼’에서는 많은 학교시설의 내진성능을 빠른 시간안에 평가하기 위해 선형해석 평가법을 제시하였다. 학교시설 내진설계 기준 및 매뉴얼에 제시한 선형해석 평가법은 하중조합, 지진하중, 지진력 저항시스템과 설계계수 및 해석절차(등가정적 해석법, 응답스펙트럼)등 기본적인 사항을 ‘건축구조기준(2016)’에 따라 적용한다. 대부분의 내진성능평가는 학교시설안전공단의 ‘기존시설물(건축물) 내진성능평가요령’에 따라 비선형정적절차를 사용하나 비선형정적절차의 경우 선형에 대비 해석결과의 신뢰도는 높으나 기술적으로 난이도가 높으며 단기간에 많은 학교 시설을 평가하기에는 어려움이 많다. 이와 같은 결과로 인해 비선형정적절차를 먼저 수행한 결과의 지역계수를 선형평가에 적용하고 학교시설 매뉴얼에서 제시하는 반응수정계수 중 내진설계에 적용되지 않은 허리벽이 있는 철근콘크리트 모멘트 골조에 대해 2.5를 제시하고 있다. 본 연구에서는 2019년에 고시된‘학교시설 내진설계 기준 및 학교시설메뉴얼’을 기준으로 평가를 진행하였으며 학교시설 매뉴얼에 제시된 반응 수정계수의 적절성을 검토하고자 조적허리벽이 있는 철근콘크리트 모멘트 골조를 선정 하였으며 선형평가를 진행하고 2.5의 적절성을 비교하여 반응수정계수를 선정하여 제시하려 한다.