지진환경 및 설계응답스펙트럼 맞춤형 지진파 생성

Abstract

최근 국내 내진설계의 중요성이 부각됨에 따라 내진 설계 시 동적 해석의 수행 빈도가 높아지고 있다. 동적 해석의 수행은 다수의 입력변수를 필요로 하며 이중 해석결과에 가장 큰 영향을 미치는 것은 입력지진파이다. 하지만 현재 국내에서는 동적 해석 수행 시 지진학적 검토 없이 미국, 일본 등에서 계측된 강진 기록을 입력지진파로 사용하거나 계측 지진파의 대용으로 설계응답스펙트럼에 맞추어 생성된 인공지진파를 사용하고 있다. 이러한 강진기록을 적용할 경우 지진 규모에 따라 변화하는 지속시간과 에너지를 고려할 수 없으며, 인공지진파를 사용하는 경우 실제 지진기록과 주파수 특성이 상이한 단점이 있다. 본 연구는 이와 같은 입력 지진파 선정의 문제점에 대하여 고찰하여 보았으며, 시간 영역에서 수행되는 설계응답스펙트럼 맞춤 기법을 이용하여 국내 지진학적 환경과 내진설계기준을 모두 만족하는 맞춤형 지진파 선정방법을 제시하고자 하였다. 이를 위하여 현재 국내 내진설계 시 일반적으로 사용하고 있는 지진파와 본 연구에서 제안한 방법에 의해 선정된 지진파를 기준지진파로 사용하여, 시간영역 맞춤형 기법을 통하여 지진파를 생성하였으며, 생성된 지진파를 입력지진파로 하여 지반응답 해석을 수행하여 생성된 지진파의 유효성을 검증하여 보았다. 연구 결과 지진환경과 내진설계기준을 모두 만족하는 지진파를 성공적으로 생성하였으며, 지반응답해석 결과 지진파의 주파수 특성은 해석 결과에 지배적 영향을 주므로 내진해석시 입력지진파는 본 연구에서 구축한 시간영역 맞춤 알고리즘을 적용하여 부분적 spike들을 제거한 후 사용해야 하는것으로 나타났다.