Near Fault 지진이 단자유도 시스템에 미치는 영향

Abstract

Near Fault 지진운동은 일반 지진운동과는 달리 속도와 변위 이력에서 큰 변화와 증폭을 보이며 매우 긴 가속도 Pulse를 갖는 등, 일반 지진운동과는 전혀 다른 양상을 보이고 있다. 하지만 아직까지 Near Fault 지진운동에 대한 명확한 정의조차 이루어지지 않고 있다. 또한, 기존의 내진 기준에 의해 내진설계 되어진 건물들도 이러한 지진에 의해 피해를 받았다는 보고가 발표되고 있다(Baez(2000), Hall(1998), Iwan(2000) 등). 이러한 Near Fault지진운동이 일반 지진운동에 비하여 구조물에 큰 피해를 입히기 때문에 이에 대한 연구가 활발한 추세이며, 이를 위한 내진설계나 내진성능평가에 반영하고자 하는 노력이 증대되어 가고 있는 실정이다. Near Fault지진과 같은 큰 지진운동 하에서 구조물의 붕괴를 방지하는 것은 인명 피해와 직접적인 연관성이 있기 때문에 이는 내진설계의 기본적인 목적으로 하고 있다. 또한 기존 구조물이나 신축 구조물에 대해 구조물의 전체붕괴 잠재성을 사전에 파악하여 구조물의 전체붕괴 가능성을 미리 예측하는 것이 내진공학에서 중요한 부분이다. 본 연구에서는 강도한계 이선형 단자유도 시스템의 Near fault지진하중 하에서의 동적 불안정을 연구하였다. 강도한계 이선형 이력 모델은 철골 모멘트 골조의 이력거동을 잘 모사한다. 이 모델을 사용하여 Near fault와 일반 지진에서의 붕괴 강도비를 구하여 통계 분석을 통해 일반 지진과 비교하였을 때 Near fault 지진에 대한 영향을 살펴보았다. 제 1장에서는 연구의 배경 및 목적과 기존 연구를 통해 그에 따른 연구 내용 및 범위를 명시하여 연구의 방향을 제시하였다. 제 2장에서는 Near fault 지진의 특징을 정의하고, Near fault 지진과 일반 지진 집단에 대하여 탄성응답스펙트럼을 비교하였다. 제 3장에서는 시스템의 비선형 이력모델인 강도한계 이선형 모델을 정의하고, 붕괴 판단을 위해 사용된 붕괴 강도비에 대하여 정의하였다. 제 4장에서는 Near fault 지진의 붕괴 강도비에 대한 통계적 분석을 수행하여, 강도한계 이선형 이력모델의 각 변수에 따른 붕괴 강도비에 대한 경향을 살펴보고, 일반 지진의 붕괴 강도비와 비교하였다. 마지막으로 제 5장에서는 Near Fault 지진운동에서의 단자유도 시스템의 전체 붕괴에 이르는 영향 요소를 살펴보고, 이를 일반 지진운동에서의 붕괴 강도비와 비교, 검토하여 Near Fault 지진이 단자유도 시스템의 요구응답에 어떠한 영향을 미치는지 살펴보았다.