지진 보호장치의 종류

KDS 17 10 00에 따른 내진 설계 자료로 참고용으로 활용하시기 바랍니다. 

 

1. 지진격리 장치

(1) 지진격리(면진) 장치는 수직방향으로 강성이 크지만 수평방향으로 유연한 거동을 하여, 상부구조에 작용하는 수평방향의 지진하중을 저감 시키는 장치로서, 수직방향 지반 운동의 지진격리 효과는 고려하지 않는다. 지진격리 장치는 다음과 같은 필수요건을 만족하여야 한다.

 

① 지진격리장치는 역학적 거동이 명확한 범위에서 사용하여야 한다.

② 지진 시의 반복적인 횡변위와 상하진동에 대하여 안정적으로 거동하여야 한다.

③ 설계지진변위 범위에서 항상 복원력을 유지하여야 한다.

④ 과도한 지진변위 발생을 억제하기 위한 감쇠 능력을 보유하여야 한다.

 

(2) 지진격리장치와 이를 적용한 구조물의 해석 및 설계를 위해서는 구조물의 사용기간 동안 지진격리장치의 물리적 특성의 열화, 오염, 환경노출, 재하 속도, 온도 등에 의해서 발생하는 지진격리 장치 재료 상수의 변동성을 반영하여야 한다.

 

(3) 지진격리장치는 열화, 크리프, 피로, 주변 온도, 습기 등 지진격리 장치의 성능을 저하시킬 수 있는 환경적 요인에 대해서도 대비하여야 한다.

 

(4) 지진격리 구조물은 설계풍하중에 대하여 사용성에 유해한 변위가 발생하지 않아야 한다.

 

(5) 지진격리장치는 구조물의 자중을 지지하는 다른 구조 요소들과 동등한 수준의 내화성능을 확보하여야 한다.

 

(6) 지진격리장치는 수평방향으로 최대 설계 변위가 발생하였을 때에도 수직하중에 대한 안정성 및 수평 복원력을 보유하여야 한다.

 

(7) 구조물 전체에 작용하는 수평하중에 의한 전도모멘트에 대해서 지진격리 장치는 안전하여야 한다.

 

(8) 지진격리층에서 작용하는 지진력이 상부구조 바닥에 고르게 분포하도록 지진격리 상부층은 충분한 강성을 확보하여야 한다.

 

(9) 지진격리층을 통과하여 이어지는 설비와 요소는 최대 설계변위에 대해서도 그 기능을 유지하여야 한다.

 

2. 지진 격리장치의 해석 방법

 

(1) 지진격리 장치의 해석모델에 적용되는 변수는 성능시험과 사용기간 동안의 물리적 특성에 대한 변동성을 고려한 값을 적용하여야 한다.

 

(2) 지진격리 구조물의 해석에는 지진격리장치의 비선형성을 반영한 해석법을 사용하여야 한다.

 

 

3. 감쇠 시스템

 

(1) 감쇠 시스템은 구조물의 감쇠능력을 증가시켜 내진성능의 향상을 도모하는 장치의 조합을 말한다. 기본적으로 다음과 같은 필수요건을 만족하여야 한다.

 

① 감쇠시스템은 구조물의 상시 안정성에 악영향을 미치지 않아야 한다.

② 역학적 거동이 명확한 범위에서 사용하여야 한다.

③ 지진 시의 반복적인 변위와 진동에 대하여 안정적으로 거동하여야 한다.

 

(2) 감쇠 시스템으로 인한 비틀림 거동을 방지하기 위해 대칭성을 고려하여 장치를 배치하여야 한다.

 

(3) 감쇠 시스템은 지진 시에 그 감쇠 성능이 발휘될 수 있도록 구조물에 설치하여야 한다.

 

4. 감쇠 시스템의 해석 방법

 

(1) 감쇠 시스템의 특성은 진동수, 진폭, 지반 운동 지속시간 등에 따라서 달라지며 이는 성능시험을 통해 검증된 값을 적용하여야 한다.

 

(2) 감쇠 시스템이 설치된 구조물의 해석에는 감쇠 장치의 비선형성을 반영한 해석법을 사용하여야 한다.

 

(3) 감쇠 시스템의 역학적 특성이 이력과 온도에 따라 변화하는 경우에는 그 영향을 반영하거나 안전 측으로 모델링하여야 한다.

 

5. 충격 전달장치

 

(1) 충격 전달장치는 지진 시 고정단에 집중되는 지진력을 주위의 이동단 구조부재에 고르게 분산되도록 설계, 시공하여야 한다.

 

(2) 속도에 따른 전달 하중의 크기는 국내외에서 인정되고 있는 관련 규준에 따른다.