역사지진 및 인공지진의 물리적 특성에 관한 연구

이대형,정영수,전환석 한국지진공학회 1998 한국지진공학회논문집 Vol.2 No.2

최근의 중.소규모의 연이은 지진활동은 한반도도 지진에 대하여 안전지대는 아닌 것으로 생각되고 있으며, 1995년 일본의 Kobe 지진 대 참사는 국내에도 지진에 관한 많은 관심을 고조시키고 있다. 그러나, 국내의 구조물의 내진설계를 위한 사용되는 지진파에 대한 연구는 매우 미흡하며, 최근까지도 국내에서는 외국의 설계용 지진파를 그대로 사용하거나 설계응답스펙트럼을 이용하고 있는 실정이다. 본 논문에서는 국내지진파의 물리적 특성, 즉, 주기-빈도 분포, 확률밀도분포, Fourier Spectrum 및 응답스펙트럼을 구하여 비교.분석하였다. 또한 이상화된 인공지진파를 산출하여 이를 현재 교통량의 폭발적인 증가와 도로의 선형성을 이유로 사각을 가진 교량구조물이 많이 건설되고 있는바, 70^{\circ}사각슬래브교에 대한 지진해석을 수행하여 인공지진의 합리적 해석 횟수를 규명하였다. Because of the continual occurrence of minor and moderate earthquakes in Korean peninsula, it is generally considered that Korean is not located in a safe region against probable earthquake any more, even though being recognized as a safe country in earthquake. It is in particular noted that nowadays there has been much concern about unexpected tragedy due to probable earthquake since the disaster of 1995 kobe earthquake. Thus, the objective of this research is to develop appropriate design spectrum which could be practicably used in seismic design of important structures taking into consideration of local physical characteristics. Particularly, we have to keep in mind the lessons from 1985 Mexico earthquake which had disregarded deep research on local ground conditions, being a possible magnification phenomena of ground motions in weak soil layer. Various spectra has been described based on the analysis of historical earthquakes, and generate the artificial ground acceleration. Also, rational numbers of artificial ground acceleration is investigated by the seismic analysis for skew slab bridges.

남.북한 지진 목록을 이용한 한국지진위험도

김소구,이승규 한국지진공학회 2000 한국지진공학회논문집 Vol.4 No.1

본 연구에서는 서기 2년부터 1977년까지 남.북한 역사지진(A.D 2-1904)과 초기 계기 지진(1905-1977) 목록을 이용하여 남한 지진 규모로 재조정된 지진목록을 작성하였다 역사 지진은 과거의 협소한 인구분포로 인해 지진 기록의 누락이 많앗다 지진 위험도를 작성하기 위해 지진 발생분포와 지체구조의 특성을 고려하여 4개의 지진구(seismic province)를 설정하였다. 각 지진구에서 최대 잠재 지진결정은 Gumbel의 최대치 이론을 이용하였다 제 1수정 점근 함수 분포에서 유한 상한 값(finte upper boundary) 의 존재는 각 지진구에서 발생할 최대 잠재 지진의 진원(source)이 유한하다는 사실과 잘 일치한다. 따라서 이를 근거로 각 지진구에서 10년 , 20년, 30년, 50년 이내에 2% 5% 10% 초과 확률을 갖는 최대 규모지진을 추정하였다 또한 각 지진구에서 유한 지진원은 과거에 발생했던 큰 규모의 특정 지진과 지진 지체구조 정보에 근거하여 결정하였다. 연구결과 조선시대(1392-1904) 의 지진위험도에서는 경주 울산지역과 서울과 평양지역을 따라 높은지반 가속도 값을 보이며 경주지역에서 0.24g의 최대 지반 가속도 값으로 나타났다 계기 지진목록(1905-1998)을 이용한 한반도의 지진 위험도에서는 경주, 울산, 대구 지역에서 0.10-0.12g 의 최대 지반가속도 값을 보였다. 그리고 계기 지진 목록(1905-1998) 만을 이용하여 작성한 서울.경기 지역의 지진 위험도에서는 김포, 잠실 , 성남 지역의 한강을 따라 분포하는 충적층과 강남지역의 지반 운동이 한강 이북의 대보 화강암 지역에 비해 비교적 높은 0.09-0.10g의 지반 가속도를 보이는 것이 특징이다.해석결과에 미치는 영향을 알아보았다.한 소비자 의견은 미국과 한국노인 모두 유니버셜 디자인된 새 설비의 장점을 인정하였다. 욕조와 세면조가 매력적이라 평하였고 샤워조작기가 색상구분으로 도운물과 찬물인지가 편하며, 접이식 의자가 유용하며, 문 달린 욕조의 안전 손잡이와 욕조가장자리를 잡고 안전하게 출입한다고 했다. 그러나 욕조길이와 높이에서 두 나라간에 차가 있어 앞으로 치수에 대한 것이 연구과제로 지적되었다. 3) 욕실 설비 개발 시 유니버셜 디자인 용품에 요구되는 목표는 안전하게 쓸 수 있고, 가령에 따른 신체장애요소가 커버되어 스스로 사용가능하고, 사용상 번거로움이 없어 정신적 스트레스를 주지않는 것이어야 하겠다. 4) 선택된 유니버셜 디자인 욕실설비는 표준치수의 현 욕조위치에 장착이 가능하여 앞으로 현 주택에의 교체가 가능하였다. 5) 선택된 유니버셜 디자인 욕실설비는 인체치수와 문화가 다른 두 나라 노인 모두 긍정적으로 평가하여 앞으로의 국제적 보급이 기대되었다.ction factor has been suggested with decreasing power law as a function of rainfall rate. This proposed model uses the entire rainfall rate distribution as input to the model, while the ITU-R and DAH model approaches only use a single 0.01% annual rainfall rate and assume that the attenuation at other probability levels can be determined from that single point distribu

설계용 스펙트럼에 적합한 인공지진동을 입력한 철근콘크리트 구조물의 지진응답 특성의 고찰

전대한,강호근 한국지진공학회 2008 한국지진공학회논문집 Vol.12 No.1

건축물의 지진응답해석에서 입력지진동은 구조물의 비선형 응답에 중요한 영향을 미치는 요소이다. 지진동의 특성은 표층지반의 성질과 국부적인 지반 조건에 따른 여러 가지 인자에 의해 그 특성이 결정되기 때문에 구조물의 지진응답해석에서 일반성을 갖는 입력지진동을 선정하는 것은 매우 어려운 문제이다. 본 논문은 내진설계용 스펙트럼에 적합한 인공지진동파형을 작성한 후, 작성된 인공지진동에 의한 철근콘크리트 다층 골조구조물의 탄소성 응답특성을 분석한 것이다. 여기서 작성된 인공지진동파형은 과거 비교적 큰 규모의 지진에서 얻어진 기록지진동과 동일한 위상각을 가지며, 감쇠정수 h=5%일 때의 내진설계용 스펙트럼과 거의 일치하도록 작성하였다. 입력지진동의 탄성 가속도 응답스펙트럼이 동일한반면, 각 입력지진동띄 위상특성이 다른 인공지진동을 입력하여 다자유도 골조 구조물의 지진응답을 분석하여 건축물의 내진설계용 지진동으로서 타당성을 확인하는 것이 목적이다. 본 논문에서 작성된 인공지진동은 기록지진동에 비해 지진응답치가 안정된 값을 나타내는 것을 확인할 수 있었다. 그러므로 다층 골조구조물의 비선형 지진응답해석용 입력지진동으로 타당성이 높다고 사료되며, 비선형 지진응답해석용 입력지진동의 강도를 탄성 가속도 응답스펙트럼으로 규준화 하는 것이 합리적이라고 사료된다. In seismic response analysis of building structures, the input ground accelerations have considerable effect on the nonlinear response characteristics of structures. The characteristics of soil and the locality of the site where those ground motions were recorded affect on the contents of earthquake waves. Therefore, it is difficult to select appropriate input ground motions for seismic response analysis. This study describes a generation of artificial earthquake wave compatible with seismic design spectrum, and also evaluates the seismic response values of multistory reinforced concrete structures by the simulated earthquake motions. The artificial earthquake wave are generated according to the previously recorded earthquake waves in past major earthquake events. The artificial wave have identical phase angles to the recorded earthquake wave, and their overall response spectra are compatible with seismic design spectrum with 5% critical viscous damping. The input ground motions applied to this study have identical elastic acceleration response spectra, but have different phase angles. The purpose of this study is to investigate their validity as input ground motion for nonlinear seismic response analysis. As expected, the response quantifies by simulated earthquake waves present better stable than those by real recording of ground motion. It was concluded that the artificial earthquake waves generated in this paper are applicable as input ground motions for a seismic response analysis of building structures. It was also found that strength of input ground motions for seismic analysis are suitable to be normalize as elastic acceleration spectra.

신속 지진피해통보를 위한 지반가속도의 초당 최대값 구간적산 방법의 활용에 관한 연구

연관희 한국지진공학회 2012 한국지진공학회논문집 Vol.16 No.1

지반가속도의 초당 최대값은 최근 제정된 지진재해대책법에 따라 지진기록계로부터 통신망을 통해 방재청으로 실시간 제공되어야 한다. 본 연구에서는 현재 PGA를 기반으로 한 신속한 지진피해통보 용도로만 고려되고 있는 지반가속도의 초당 최대값의추가적인 활용성을 검토하고자, 국내외 강진자료 및 중소규모 지진자료에 대한 초당 100 샘플링된 지반가속도 자료의 1초 구간내 최대절대값을 30초 동안 적산한 결과(BSPGAk)를 CAV(Cumulative Absolute Velocity) 및 진도 등과 비교하였다. CAV는 진도와의 높은상관성으로 지진발생시 원자력발전소의 운전초과기준으로 사용되고 있으나, 계산시 초당 100 샘플링 이상의 많은 양의 지진파형 디지털자료를 필요로 하는 단점이 있다. 비교 결과 BSPGAk는 지진규모에 따른 지진동 수준과 상관없이 CAV와 전 범위에서 높은 상관성을나타내었으며, 다수의 관측소가 연계된 지진관측망 운영시 유용하게 활용될 수 있는 신속 지진피해평가 지진동 파라미터로 확인되었다.국내 중소규모 유감지진자료에 대한 지진진도 자료와의 비교결과, BSPGAk-진도 상관식을 이용한 진도추정 오차는 CAV-진도 상관식의진도추정 오차와 유사하였으며, PGA-진도 상관식보다 진도를 신뢰성 있게 추정하였다. In an effort to further exploit the peak ground-motion acceleration (PGA) information per second available in real time by the enacted law, bracketed summations of the PGA per second (BSPGAk) for 30 seconds based on the records with a rate of 100 samples were compared with the cumulative absolute velocity (CAV) and earthquake intensities based on a worldwide database of records from small-to-large earthquakes. The CAV, currently in use as an earthquake damage indicator for nuclear power plants due to its strong correlation with the earthquake intensity, has the disadvantage of requiring a massive amount of digital data with a rate of more than 100 samples per second. The comparative study shows that the BSPGAk is well correlated with the CAV over the wide range of strong ground-motion levels, which suggests that the BSPGAk is one of the new promising ground-motion parameters especially useful for rapid earthquake alert notifications through an earthquake monitoring network. Based on the domestic database of records from small-to-moderate earthquakes with felt reports, it is also observed that the BSPGAk is comparable to the CAV and better than the PGA in predicting the intensity by using the correlation relation.

지반변형률에 의한 매설관의 지진차 거동 해석

김문겸,조우연,어준,이강원 한국지진공학회 2000 한국지진공학회논문집 Vol.4 No.4

지진파 전파로 인한 매설관에 작용하는 지진하중은 지진특성 및 지반조건에 따른 지반변형률로부터 산정되어야 한다. 그러나. 기존에 사용되고 있는 경험적인 방법에 의해 계산된 지반변형률 모형은 지진 및 지반의 지역적 특수성을 고려할 수 없는 문제점을 내포하고 있다. 따라서, 본 연구에서는 이러한 문제점을 개선하기 위하여 지진특성 및 지반조선을 반영할 수 있는 수정된 지반변형률 모형을 제안하고 개발된 모형을 매설관로의 지진해석에 지진하중으로 적용하였다. 여기서, 지반변형률을 예측하기 위한 지진판 전파속도는 지반조건을 고려할 수 있도록 파 에너지분포에 근거한 분산곡선을 제안하여 산정하였다. 이러한 과정을 통해 얻어진 지반변형률 산정방법에 타당성을 파악하기 위해 예측한 지반변형률과 과거 지진으로 실측된 지반변형률을 비교하였다. 타당성이 입증된 지반변형률 모형을 매설관의 하중으로 적용하여 지진해석을 실시하였으며, 계산결과는 범용 유한요소해석을 통한 동해석 및 응답변위법에 의한 결과와 비교하였다. 이를 통해 지반 변형률 모형을 적용한 매설관 지진해석의 타당성을 검증하였다. 또한, 지진 및 지반환경이 다른 다양한 관의 특성을 반영하기 위해, 지진 지반 및 관의 영향 인자에 대해 매개변수 해석에 실시되었으며, 이로써 본 연구의 활용성을 검토하였다.

Inelastic Response Spectra Due to the Weak Earthquakes Considering the Nonlinear Soft Soil Layer

Kim Yong Seok 한국지진공학회 2003 한국지진공학회논문집 Vol.7 No.4

강진을 고려한 지진설계 규준은 약진지역에서는 불필요한 경제적 손실을 가져을 수 있고, 지반-구조물 상호작용을 고려한 성능기준 설계가 합리적인 지진설계를 위해서 중요하다는 것이 인식되었다. 이 연구에서는 연약지반 위에 놓인 단자유도계의 탄성, 비탄성 지진응답 해석을 지반의 비선형성을 고려하여 최대지진가속도를 0.07g와 0.11g로 조정한 11개 약진에 대해 수행하였다. 지진응답해석은 지반-구조물체계에 대해 유사 3차원 동적해석 프로그램으로 암반에 지진기록을 입력하여 한 단계에 일괄적으로 수행하였다. 연구 결과에 의하면 고정지반이나 선형지반을 가정한 지진응답 스펙트럼은 구조물-지반체계의 실제적인 거동을 보여주지 못하는 것으로 나타났으며, 합리적인 지진설계를 위해서는 지진규준에 정해진 일상적인 설계절차에 다라서 수행하는 것보다 다른 성질을 가진 여러 지반에 대해서 성능기준 지진설계를 수행하는 것이 필요하다. 약진을 받는 연약지반의 비선형성도 입력지진동을 증폭시켜 탄성, 비탄성 지진응답 스펙트럼에 심하게 영향을 미쳤으며, 그 현상은 특히 탄성 응답스펙트럼에서 두드러졌다. Seismic design codes developed taking into account the strong earthquakes may result in unnecessary economical loss in the low seismic area, and the importance of the performance based design considering the soil-structure interaction is recognized for the reasonable seismic design. In this study. elastic and inelastic seismic response analyses of a single degree of freedom system on the soft soil layer were performed considering the nonlinearity of the soil for the 1 weak earthquakes scaled to the nominal peak accelerations of 0.07g and 0.11g. The seismic response analyses were performed in one step applying the earthquake motions to the bedrock, utilizing a pseudo 3-D dynamic analysis software of the soil-structure system. The study results indicated that seismic response spectra of a system assuming the rigid base or the linear soil layer does not represent the true behavior of a structure-soil system, and it is necessary to take into account the nonlinear soil-structure interaction effects and to perform the performance based seismic design for the various soil layers, having different characteristics, rather than to follow the routine design procedures specified in the design codes for the reasonable seismic design. The nonlinearity of the soft soil excited with the weak seismic motions also affected significantly on the elastic and inelastic seismic response spectra of a system due to the nonlinear soil amplification of the earthquake motions, and it was pronounced especially for the elastic response spectra.

2016년 경주지진과 2011년 미국 버지니아지진에 대한 비교 연구 및 사례 분석

강현구,정승용,김상희,홍성원,최병정 한국지진공학회 2016 한국지진공학회논문집 Vol.20 No.7

A Gyeongju earthquake in the magnitude of 5.8 on the Richter scale (the moment magnitude of 5.4), which was recorded as the strongest earthquake in Korea, occurred in September 12, 2016. Compared with the 2011 Virginia earthquake, the moment magnitude was slightly smaller and its duration was 3 seconds, much shorter than 10 seconds of the Virginia earthquake, resulting in relatively minor damage. But the two earthquakes are quite similar in terms of the overall scale, unexpectedness, and social situation. The North Anna Nuclear Power Plant, which is a nuclear power plant located at 18 km away from the epicenter of the Virginia earthquake, had no damage to nuclear reactors because the reactors were automatically shut down as the design basis earthquake value was exceeded. Ground accelerations of the 2016 Gyeongju earthquake did not exceed the threshold value but the manual shutdown was carried out so that Wolsong Nuclear Power Site was not damaged. Damaged historic homestead house and masonry structures due to the Virginia earthquake have been repaired, reinforced, and rebuilt based on a long-term earthquake recovery project. Likewise, it will be necessary to carefully carry out an earthquake recovery planning program to improve overall seismic performance and to reconstruct the historic buildings and structures damaged as a result of the Gyeongju earthquake.

후쿠오카 지역에서 발생한 12개 지진의 지진원 밑 지진파 감쇠값에 관한 연구

김준경 한국지진공학회 2007 한국지진공학회논문집 Vol.11 No.1

본 연구는20005년 3월부터 약2개월에 걸쳐 후쿠오카 지역에서 짧은 기간에 발생한 12개의 지진으로부터 관측된 154개의 지반진동 자료를 이용하여 지진원 및 지진파 감쇠와 관련된 값들을 분석하였다. 본 연구에서는 구하고자 하는 모든 값을 동시에 비선형적으로 분석하기 위해 LM(Levenberg-Marquardt) 역산방법을 적용하였고 전단파 에너지를 이용하였다. 분석결과 12개 지진의 응력강하값의 평균은 약 79.2-bar이고 부지 하부 지진파 감쇠값 \kappa의 평균값은 0.043으로 분석되었다. 또한 광역적인 지진파 감쇠를 나타내는 Qo 와 {\eta}값은 각각 248.1 및 0.558로 분석되었다. Qo 과 {\eta}값은 지진파의 경로중 일부가 동해를 거치기 한반도 남동부의 지진파 전파의 특성뿐만 아니라 일본과 한반도 사이의 지체구조의 차이로 인한 불균질 특성도 포함하고 있는 것으로 판단된다. 특히 관측소부지 하부의 지진파 감쇠값 K의 평균값은 미국 동부지역 대표값 보다 훨씬 크고 미국 서부지역 대표값보다 거의 유사한 값을 보여 주었으며 각각 관측소 부지 고유의 증폭에 대한 정확한 정보가 있으면 보다 의미있는 결과를 얻을 수 있다고 판단된다. Parameters including the seismic sources and the elastic wave propagation characteristics were analysed using the observed ground motions from 12 Fukuoka region earthquakes. The Levenberg-Marquardt algorithm was applied to invert all the variables non-linearly and simultaneously with S wave energy in fiequency domain. Average stress drop of 12 events and local attenuation parameter \kappa under seismic stations were estimated to about 79.2-bar and 0.043 respectively. Regional attenuation parameter, Qo and {\eta}, were also estimated to be about 248.1 and 0.558 respectively. Low value of Qo seems to caused by inhomogeneous tectonic characteristics between Japan island and southern Korean peninsula. \kappa values are much higher than that characterizing EUS (Eastern United States) region, and nearly similar to that of WUS (Western Waited States) region. If the informations on site specific amplification of all the seismic stations are known, \kappa values can be estimated more precisely. All the values including the seismic sources and the site and crustal scale propagation characteristics can be used as seismic design parameters.

원전 주제어실 3차원 층 지진격리시스템의 진동대 실험 연구

이경진,함경원,서용표,윤현도 한국지진공학회 2008 한국지진공학회논문집 Vol.12 No.1

본 연구에서는 원전 주제어실의 3차원 층 지진격리시스템에 대한 지진동 저감성능과 적용성을 평가하기 위해서 실험연구를 수행하였다. 3차원 층 지진격리시스템에 적용하기 위해서 마찰진자시스템과 에어 스프링을 설계하고 제작하였다. 제어 캐비닛과 액세스 플로어, 격자 프레임, 4개의 마찰진자와 에어 스프링으로 구성된 원전 주제어실 부분 실험모형을 2종류 제작하여 층 지진격리시스템의 원전 적용성을 평가하였다. 실험을 위해서 원전 주제어실의 운전기준지진(OBE)과 안전정지지진(SSE)의 수직방향, 수평방향 층 응답 스펙트럼을 이용하여 인공지진 시간이력을 만들어서 진동대 실험에 사용하였다. 입력지진에 대한 실험모형의 지진응답은 비 지진격리에 비해 3차원 층 지진격리시스템을 적용한 경우, 우수한 지진동 저감특성을 나타냈다 An experimental study was performed to evaluate seismic reduction performance and applicability of 3-dimensional floor isolation system to the main control room of nuclear power plant. A friction pendulum system(FPS) and air spring were designed and fabricated for 3-dimensional floor isolation system. Two kind of the partial experimental model of a main control room attached to the FPS and air spring were tested on the shaking table. The experimental model consisted of a control panel, a 2.5m{\times}2.5m access floor, four FPS and air springs. The artificial time histories based on the vertical and horizontal floor response spectrums(OBE, SSE) of the main control room were used as the earthquake input signals in the test. Compared to non-isolated system, the seismic response of experimental models using 3-dimensional floor isolation system were shown considerable seismic reduction performance.

서울 수도권 일원의 지진위험 분석 1

이기화,이태국 한국지진공학회 1997 한국지진공학회논문집 Vol.1 No.4

MM진도(Modified Mercalli Intensity) V이상의 한반도 지진자료에 의거하여 서울 수도권일원 (위도 37.0^{circ}~37.8^{circ} N, 경도 126.5^{circ}~127.5^{circ} E) 의 확률론적인 지진위험도가 점지진원방법에 의해 추정되었다. 전지진자료를 이용하여 추정된 지진위험도는 비교적 완전하다고 여겨지는 조선시대이후의 지진자료를 이용하여 추정된 지진위험도보다 더 낮다고 추정되었다. 수평지반가속도 0.1g 이상의 파괴적인 지진은 90% 초과확률로서 전지진자료와 조선시대이후의 지진자료가 이용되었을 때 각각 500년과 200년 기간에 발생한다. The probabilistic seismic risk in Seoul Metropolitan Area (atitude도 37.0^{circ}~37.8^{circ} N, longitude 126.5^{circ}~127.5^{circ} E) based on all Korean earthquake data of MM Intensity equal to or greater than V is evaluated by point source method. The seismic risk estimated from all data turned out to be lower than that from the data since the Choseon Dynasty during which seismic data appear to be rather complete. The damaging earthquake of peak horizontal ground acceleration greater than 0.1g turns out to occur with 90% probability of being exceeded in 200 years and 500 years when the data since Choseon Dynasty and all data are used, respectively.