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Fire Sci. Eng. > Volume 31(1); 2017 > Article
Fire Science and Engineering 2017;31(1):26-35.
DOI:    Published online February 28, 2017.
소방시설의 내진설계를 위한 등재해도 스펙트럼
김준경, 정기신
1세명대학교 소방방재학과
2세명대학교 소방방재학과
Uniform Hazard Spectrum for Seismic Design of Fire Protection Facilities
Kim Jun-Kyoung, Jeong Keesin
1Dept. of Fire and Disaster Prevention of Semyung University
2Dept. of Fire and Disaster Prevention of Semyung University
미국 노스리지 지진(1994)과 일본 고베지진(1995) 발생 이후 다양한 구조물 및 건축물을 설계 할 때 성능기반 내진설계 개념을 적용하고 있다. 최근 국내 소방시설물에 대해서도 내진설계기준이 제정되어 내진설계 규정에 따라 적합하게 설계되어야 한다. 성능기반 설계가 도입되면서 구조물 중요도에 따라 기능수행, 즉시복구, 인명보호, 붕괴방지 등 각각의 성능에 적합한 연발생빈도의 등재해도 스펙트럼이 요구되고 있다. 확률론적 방법을 적용하여 국내 주요 5개 도시에 대해 등재해도 스펙트럼(uniform hazard spectrum)을 분석하였다. 지진 및 지체구조 관련된 전문가 패널은 10인이며 전문가 패널이 제시한 다수의 지진지체구조구 모델 및 다양한 지진동 감쇠식을 적용하였다. 분석대상 진동수는 (0.5, 1.0, 2.0, 5.0, 10.0) Hz이고 또한 PGA(최대지반가속도) 결과를 이용하여 500년, 1,000년 및 2,500년 등 3개 주요 성능기준에 해당하는 재현주기에 대해 등재해도 스펙트럼을 분석하였다. 민감도 분석에 의하면 지진지체구조 구 모델 변수보다 지반진동 감쇠식 변수가 지진재해도에 보다 큰 영향을 주는 것으로 분석되었다. 일반적으로 등재해도 스펙트럼은 10 Hz에서 최대 지진재해도를 보여 주었고, 기존 연구 및 관련 기술기준에 제시된 등재해도 스펙트럼의 수준 및 모양 특성과 대단히 유사하였다.
Since the Northridge earthquake (1994) and Kobe earthquake (1995), the concept of performance-based design has been actively introduced to design major structures and buildings. Recently, the seismic design code was established for fire protection facilities. Therefore, the important fire protection facilities should be designed and constructed according to the seismic design code. Accordingly, uniform hazard spectra (UHS), with annual exceedance probabilities, corresponding to the performance level, such as operational, immediate occupancy, life safety, and collapse prevention, are required for performance-based design. Using the method of probabilistic seismic hazard analysis (PSHA), the uniform hazard spectra for 5 major cities in Korea with a recurrence period of 500, 1,000, and 2,500 years corresponding to frequencies of (0.5, 1.0, 2.0, 5.0, 10.0)Hz and PGA, were analyzed. The expert panel was comprised of 10 members in seismology and tectonics. The ground motion prediction equations and several seismo tectonic models suggested by 10 expert panel members in seismology and tectonics were used as the input data for uniform hazard spectrum analysis. According to sensitivity analysis, the parameter of spectral ground motion prediction equations has a greater impact on the seismic hazard than seismotectonic models. The resulting uniform hazard spectra showed maximum values of the seismic hazard at a frequency of 10Hz and also showed the shape characteristics, which are similar to previous studies and related technical guides for nuclear facilities.
Key Words: Ground motion prediction equation, Performance-based design, Probabilistic seismic hazard analysis, Seismotectonic model, Uniform hazard spectra

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