내진성능평가 및 성능기반내진설계

내진성능평가 및 성능기반내진설계

내진성능평가업무

내진성능평가 개요

내진성능평가란 지진으로부터 시설물의 안전성을 확보하고 기능을 유지하기 위하여 「지진화산재해대책법」 제 14조 제1항에 따라 시설물별로 정하는 내진설계기준에 따라 시설물이 지진에 견딜 수 있는 능력을 평가하는 것을 말한다. 기존 건축물에 대한 내진성능평가는 지금까지 신축 건축물에 적용하는 하중기반설계법에 따라 검토하는 경우가 대부분이었으나 최근 성능기반설계법을 도입하여 시공성과 경제성 및 공사기간을 최적화하는 변위기반설계법인 성능기반 내진설계법으로 이루어지고 추세이다.

내진성능평가방법

국내에서는 한국시설안전공단, 교육시설재난공제회 및 한국교육개발원에서 해외의 기준들을 참고하여 기존 건축물의 내진성능평가에 대한 방법론을 제시하고 있다. 기관별 내진성능평가방법의 특징을 비교하여 아래에 나타내었다.

매뉴얼 기존 시설물(건축물)
내진성능 평가 및 향상 요령(2021)
학교시설 내진성능평가 및 보강 매뉴얼(2021)
발급기관 국토교통부, 한국시설안전공단 교육부, 교육시설재난공제회
설계기준 구조설계기준 (KDS 14 00 00)
내진설계기준 (KDS 17 00 00)
건축설계기준 (KDS 41 00 00) 등
학교시설 내진설계기준
적용대상 철근콘크리트구조, 강구조, 철골철근콘크리트구조, 조적조 그 외 비구조요소 철근콘크리트구조, 강구조, 철골철근콘크리트구조, 조적조 그 외 비구조요소
평가 단계 예비평가, 상세평가(선형절차 및 비선형절차) 선형해석평가, m계수법, 비선형정적 및 동적절차

성능기반내진설계업무

성능기반내진설계 개요

디앤이구조엔지니어링㈜에서는 건축물의 내진안전성확보를 위해 최근 국내에서도 수행되고 있는 성능기반내진설계를 수행하고 있습니다. 저의 회사는 기존의 타 구조기술사 사무소의 많은 성능기반 내진설계를 직·간접적으로 수행하였습니다.

기존에 수행되었던 하중기반 내진설계가 수많은 지진을 경험하면서 근간이 흔들리게 되었는데 여러가지 원인들 중에 하중기반에서 사용하는 반응수정계수가 적절하지 못한 것이 가장 큰 이유일 것이다. 그리하여 국내뿐만 아니라 기타 국가에서 성능기반내진설계를 도입하고 수행하고 있다.

성능기반내진설계는 반응수정계수를 사용하지 않고 지진에 중요하게 거동하는 부재를 포함한 건축물을 비선형모델링하고 비선형정적해석이나 비선형동적해석을 통하여 내진성능목표를 검증하는 방법으로 설계가 이루어진다.

성능기반내진설계 방법

  • 1.

    모델링 방법

모델링방법 모델링방법
보/기둥 부재 모델링 보/기둥 부재 모델링
RC벽체 모델링 RC벽체 모델링
  • 2.

    해석 방법

비선형정적해석 비선형정적해석
비선형동적해석 비선형동적해석
  • 3.

    건축물의 성능목표 및 부재의 성능수준 결정 방법

내진등급 성능목표 성능목표
재현주기 성능수준
2400년 인명보호 기본설계지진 × 중요도계수(Ie)
1000년 기능수행 -
I 2400년 붕괴방지 -
1000년 인명보호 기본설계지진 × 중요도계수(Ie)
II 2400년 붕괴방지 -
1000년 인명보호 기본설계지진 × 중요도계수(Ie)

건축물의 내진등급별 최소성능목표(KDS 41 17)

부재의 성능수준 예시 부재의 성능수준 예시

참고문헌

디앤이구조엔지니어링(주)

대표: 강대언


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