BOX형 지하구조물의 내진설계를 위한 해석기법 연구

Abstract

지하구조물은 지상구조물에 비해 지진시 피해가 적다. 그러나 최근 지하구조물도 지진에 의한 피해가 증가하고 있으며 고베지진에 의한 일본 다이카이역의 큰 피해 사례가 발생하여 지하구조물 내진설계에 대한 확립이 요구하였다. 국내도시철도 설계기준에서는 응답변위법을 이용한 내진해석을 적용하게 되어 있다. 따라서 설계기준에서 사용되는 응답변위법에 대한 정확성, 타당성, 적용성 등의 검증이 필요하다. 본 연구에서는 응답변위법의 정확한 사용을 위한 방법을 제안하였다. 응답변위법의 이론적 배경을 검토하고 국내 내진 설계 기준에서 잘못 사용되고 있는 부분에 대해 검토해보았다. 응답변위법을 적용하기 위해서는 지반의 변위와 지반반력계수를 산정하여야 하며 정확한 지반의 변위 산정을 위해서는 속도응답스펙트럼, 지반의고유주기의 적절한 산정이 필요하다. 그리고 지반 반력 계수 역시 응답변위법에서 큰 영향으로 작용하고 있으므로 국내 지하구조물에 적용할 수 있도록 수정해야 함을 확인하였다. 지반의 변위를 산정함에 있어서는 응답변위법의 이론적 내용을 바탕으로 산정방법을 제안하였고, 지반반력계수 산정방법에 있어서는 제안된 각종 방법과 비선형 동해석의 결과를 비교해봄으로써 향후 연구 방향을 제시하였다. 마지막으로 응답변위법의 적용에 대한 검토를 위해 원심모형 진동대 실험에 대한 계획하고 있으며. 비선형 동해석과의 비교를 바탕으로 국내지반에 적합한 수정응답변위법을 제시할 수 있다.