Fukuoka 연속 지진으로부터 관측된 가속도 지반운동을 이용한 수직 및 수평 응답스펙트럼 특성 분석

• 영문명: Analysis of Characteristics of Vertical and Horizontal Response Spectrum of Acceleration Ground Motions from Fukuoka Earthquake Series
• 발행기관: 한국방재학회
• 저자명: 김준경 Kim, Jun Kyoung
• 간행물 정보: 『2. 한국방재학회 논문집』15권1호, 251~262쪽, 전체 12쪽
• 주제분류: 공학 > 기타공학
• 파일형태: PDF
• 발행일자: 2015.02.28

국문 초록

2005년 3월 20일 규모 6.5의 지진이 발생하였고 이후 발생한 규모 3.7 이상의 14 개 중규모 후쿠오카 지진으로부터 관측된 지반진동파형을 이용하여 수직 성분 응답스펙트럼을 분석하고 결과를 수평 성분 응답스펙트럼, 국내 원자력 관련 구조물의 내진설계 기준과 국내 일반 구조물 및 건축물 내진설계기준과 각각 비교하였다. 지반응답스펙트럼 분석에 이용된 지반운동의 개수는 수직성분 89 개이며 고유진동수별 지반응답을 구하고 최대 지반 가속도 값을 이용하여 정규화 분석을 수행하였다. 연구결과에 의하면 진앙거리 및 고유진동수에 대한 의존성이 대단히 큼을 보여주었다. 수평 대비 수직 응답스펙트럼 비율은 다양한 특징을 보여 주었다. 또한 국내 원자력시설물의 내진기준으로 이용되고 있는 1 g에 스케일된 Regulatory Guide 1.60(1968)과 비교한 결과 특히 약 20 Hz이하의 낮은 고유진동수 구간에서 Regulatory Guide 1.60(1968)을 초과하고 있음을 보여 주었다. 또한 국내 일반 구조물 및 건축물 내진설계 응답스펙트럼을 3 개 지반조건(SC, SD 및 SE)에 적용한 결과를 분석 결과자료와 동시에 비교한 결과 고유주기 약 2 초 이하의 거의 모든 주기에서 관측자료를 이용하여 분석된 응답스펙트럼이 가장 높은 설계기준값을 가지고 있는 SE 지반조건의 설계 응답스펙트럼(500년 재래주기, 지진구역 1, SE 지반조건)을 초과하고 있다. 신뢰성을 보다 증가시키기 위해 향후 한반도 및 한반도 주변부의 발생지진으로부터 국내 주요 관측소에서 관측된 다양한 규모의 지진자료가 필요하고 이러한 관측자료를 대폭적으로 반영하여 관측된 지진자료의 다양성을 유지하는 것이 필요하다. 위에서 제시된 일부 고유진동수에 구간에서 수직 및 수평성분의 가속도응답스펙트럼의 특성을 유의있게 고려할 필요가 있다.

영문 초록

The vertical response spectra using the observed ground motions (acceleration) from 14 Fukuoka earthquake series, including main earthquake (2005/03/20; Mw=6.5), were analysed and then were compared to horizontal response spectrum, the seismic design response spectra (Regulatory Guide 1.60), applied to the domestic nuclear power plants, and the Korean Standard Design Response Spectrum for general structures and buildings (1997). 89 vertical ground motions, without considering soil types, 1were used for normalization with respect to the peak acceleration value of each ground motion. The results showed that vertical response spectrum has strong dependency on epicentral distance and natural frequency(natural period). The ratio of vertical to horizontal response spectrum showed various characteristics. The results also showed that the vertical response spectra from observed ground motions revealed higher values for frequency bands below approximately 20 Hz than Regulatory Guide 1.60 (1968). The results were also compared to the Korean Standard Response Spectrum (500 years of recurrence rate) for the 3 different soil types (SC, SD, and SE) and showed that the vertical response spectra from observed ground motions revealed higher values for the period bands below approximately 2 second (0.5 Hz) than the Korean Standard Response Spectrum (500 yrs; Return Period; Seismic province 1; SE soil conditions). Through the qualitative improvements and quantitative enhancement of the observed ground motions, it is necessary that the conservation of vertical and horizontal seismic design response spectrum should be considered more significantly for the frequency bands suggested above.

키워드

수평 응답스펙트럼 수평 응답스펙트럼 Vertical response spectrum Regulatory Guide 1.60 Horizontal response spectrum