Seismic Capacity Evaluation and Risk Estimation of Existing Low-rise Reinforced Concrete Buildings in Korea

Abstract

본 연구의 목적은 국내 저층 RC 건물의 내진성능 평가법을 구축하는 것으로서, 국내 저층 RC 건물을 대상으로 내진진단법에 의해서 평가된 내진성능 평가결과를 기반으로 구조성능기본지표를 수정하여 국내 저층 RC 건물에 유효한 내진성능 평가법을 제안하였다. 내진진단법의 구조성능기본지표는 건물의 극한강도(C 지표) 및 연성능력(F 지표)에 의해서 평가한다. 국내에서 수행된 RC 기둥과 벽체의 실험결과를 바탕으로 국내 건물에 적합한 내진진단법의 휨극한강도 및 전단극한강도 평가식, 즉 C지표를 제한함과 동시에 전단여유도(전단내력과 휨내력의 비율)를 주로 이용하여 평가하는 F 지표도 제안하였다. 최종적으로 본 연구에서 제안한 국내 저층 RC 건물에 유효한 내진성능평가법을 이용하여 비내진상세를 가지는 14개 동 국내 저층 RC 건물을 대상으로 내진성능을 평가하였으며, 신뢰성 기반으로 국내 저층 RC 건물의 지진 피해율을 추정하였다. 그 결과 지진동 수준 0.1 g, 0.15 g, 0.2 g 및 0.23 g에 대해서 지진 피해율은 7 %, 27 %, 55 % 및 70 %로 추정되었다. 본 연구에서 수정 제안한 내진성 능평가법은 국내 비내진 상세를 가지는 저층 RC 건물의 내진 대책 수립을 위한 기본적인 기술로 효과적으로 활용가능 하다고 사료된다.

The main purpose of this study is to propose a method for evaluating the seismic capacity of existing low-rise reinforced concrete buildings in Korea by reviewing the applicability of the Japanese Standard. Based on the seismic capacity of Korean buildings evaluated by this standard, we modified the basic structural index, which is calculated in terms of the ultimate horizontal strength and ductility. We compared our experiment results to the values calculated using the strength equations for columns and walls from the Japanese Standard. The flexural strength equations could be applied without modification, while the shear strength equations required modification. We evaluated these modified strength equations and proposed unit average shear stresses of columns and walls based on statistical data relating to the structural characteristics of Korean buildings. The values of the ductility indices, which are primarily calculated based on the shear-to-flexural capacity ratio, of Korean buildings with hoop spacing wider than 300 mm, as computed by the proposed method, were more reasonable than those calculated by the Japanese Standard. We used a probabilistic approach to estimate the structural damage ratios of Korean buildings due to 0.1 g, 0.15 g and 0.2 g earthquakes as 7 %, 27 % and 55 % respectively. We believe that the proposed method provides a useful strategy for identifying Korean buildings that are vulnerable to seismic activity, and recommend urgent earthquake preparedness measures.