내진설계의 필요성, 발전과정, 고려사항

개요

내진설계란 건축물이 지진에 견디도록 하는 건축구조설계 개념으로 건물의 목적에 따라 무너지는 것을 막고 사람이 대피하는 동안 일정 이상의 대피시간을 확보하는 것으로 인명손실을 막는 목적으로 하는 것을 말합니다.

내진설계의 필요성과 중요성

내진 설계는 지진에 견딜 수 있는 구조물을 설계하는 과정을 말하며, 지진은 건물, 인프라, 인명에 치명적인 피해를 줄 수 있기 때문에 현대건설의 중요한 측면이라고 말할 수 있습니다. 내진설계의 필요성과 중요성은 내진설계가 미흡한 지역의 지진발생 시의 영향을 보면 이해할 수 있는데, 이러한 사건은 건물과 인프라의 붕괴로 이어져 수많은 인명 손실, 부상, 광범위한 피해를 초래하였습니다. 또한, 인적 피해 외에도 지진 발생으로 커뮤니티, 지역 또는 국가 전체에 심각한 경제적 영향을 미칠 수 있는데 내진 설계를 통해 건물과 인프라가 지진의 힘을 견디도록 설계되었음을 보증함고 이러한 위험을 줄이는 데 도움이 됩니다.

여기에는 지역, 지질의 특성, 예상되는 지진의 크기, 설계 중인 구조물의 특정 요구 등의 요인을 고려하여야 하며, 내진철근 또는 내진강이나 특수 콘크리트 등 특수 재료의 사용, 전단벽이나 크로스 브레이스 등 특정 구조 요소의 포함도 포함될 수 있습니다. 요컨대 내진설계는 근대건축의 중요한 측면으로 지진이 발생하기 쉬운 지역에서 사람, 건물, 인프라의 안전을 확보하는 데 필수적인 역할을 하고 있으며, 지진 설계가 없다면 지진의 위험성은 훨씬 높아지고 그러한 사건의 잠재적 결과는 훨씬 심각해질 것입니다.

내진설계의 역사와 발전과정

우리나라는 지진의 영향을 받기 쉬운 지역에 위치해 있습니다. 그래서 국내에서도 지진에 대한 설계에 큰 관심과 초점을 맞추고 있으며, 내진설계의 역사와 발전은 일제 강점기인 20세기 초로 거슬러 올라갈 수 있습니다. 당시 일본에서 내진설계 원칙이 도입되면서 국내 건축법규에 내진설계를 반영하기 시작하였고 1950년대 한국전쟁 이후 국가 인프라 재건과 근대화에 큰 초점이 맞춰 건설 사업이 추진됨에 따라 내진설계 원칙 및 기준에 관한 최신 연구와 이해를 바탕으로 한 새로운 내진 설계 코드와 규제가 개발되었습니다. 1960년대와 1970년대를 통해 대규모 댐과 고속도로 등 주요 인프라 건설 등 국가 인프라가 대폭 확대되었고 내진설계는 이들 구조물의 안전성과 신뢰성을 확보하는 데 중요한 역할을 하였습니다. 1980~90년대 들어 국내 노후 건물의 내진 안전성 개선 필요성에 대한 인식이 높아지고 많은 오래된 건물들은 지진에 견딜 수 있도록 설계되어 있지 않아 지진 발생 시 붕괴 위험에 처해 있음을 인지 함에 따라 정부는 이 문제를 해결하기 위해 세제 혜택 등 기존 건물의 내진 보강을 추진하기 위한 다양한 대책을 내놓았습니다. 21세기 들어 우리나라에서는 건축 법규 개선, 기존 건물 내진 보강 추진, 내진 설계를 위한 신기술과 재료 개발 등의 노력이 지속적으로 이루어지고 있습니다.

2018년에 발생한 포항시 대지진은 건물과 인프라에 큰 피해를 입혔는데 내진설계와 안전성 향상을 위한 지속적인 노력의 중요성을 강조하였는데 전반적으로 국내 내진 설계의 역사와 발전은 지진 위험에 직면했을 때 인프라의 안전성과 복원력을 보장하겠다는 약속을 통해 반영되고 있는데 국내도 지진의 영향을 피할 수 없는 상황인 만큼 지속적인 관심과 투자가 필요 하다고 생각됩니다.

내진설계 시 고려해야 할 사항

내진 설계에는 지진으로 인해 발생하는 힘에 견딜 수 있는 구조물을 설계하기 위한 포괄적인 접근법이 포함되며, 내설 설계 절차에서 고려해야 항목은 다음과 같습니다. 첫 번째, 장소(지진구역)입니다. 구조물의 위치는 고려해야 할 가장 중요한 요소 중 하나이며 내진설계에 있어서 지역 지질과 그 지역 지진의 가능성에 대한 이해가 필요합니다. 이 정보는 구조물 설계에서 중요한 요소인 예상 지상 운동을 결정하는 데 사용됩니다. 두 번째, 성능목표로 성능목표는 내진설계를 위한 최소요건을 제공하는 것으로 기능수행, 즉시복구, 인명보호, 붕괴방지로 구분하여 구조물이 안전하고 사용 목적에 적합한 규정을 제시하고 있습니다. 세 번째, 구조시스템은 건물의 뼈대가 되는 것으로 지진으로 인해 발생하는 힘에 저항하는 역할을 하는데 건물 높이, 평면형태, 건물에 사용되는 재료, 예상되는 지면 움직임 등 여러 요인에 따라 달라집니다. 네 번째, 건축 자재로 건축에 사용되는 재료는 구조물의 내진 성능에 큰 영향을 미치며 철근 콘크리트나 강철 등이 내진 설계에 일반적으로 사용되고 있습니다. 다섯 번째, 구조요소간의 연결 세부 정보입니다. 구조 요소 간의 연결에 대한 자세한 내용은 지진 시 건물의 건전성을 확보하기 위해 매우 중요하며 기초, 벽, 지붕 사이의 연결에는 특히 주의가 필요합니다. 여섯 번째, 파티션, 기계, 전기, 배관 시스템과 같은 비구조 부품도 지진으로 인해 발생하는 힘에 저항하도록 설계해야 합니다. 일곱 번째, 검사 및 테스트 등 품질관리를 통해 구조물이 세부 기준에 따라 적합하게 구축되어야 하며 내진성능 발휘와 안전함을 보장하기 위해 반드시 점검 및 확인되어야 하며 중요한 사항 중 하나입니다.

위에서 언급한 내용 외에도 내진설계를 위해서는 여러 공학적인 접근이 필요하며 여러 학제 간 접근법과 몇 가지 중요한 항목에 대한 신중한 검토가 필요합니다. 이러한 원칙과 기준을 따랐을 때 지진 발생 시 지진의 힘을 견디고 거주자의 안전을 보호 설계할 수 있습니다.

내진설계 관련 법규 및 규정

우리나라에는 지진 발생 시 건물과 인프라의 안전을 보장하기 위해 내진 설계에 관한 몇 가지 법령이 있으며 주요 법령에는 다음과 같은 것들이 있습니다. 첫 번째, 건축법입니다. 건축법은 건축물의 내진설계 및 건축에 관한 가이드라인을 정하고 있으며, 이 법에는 내진구역 내 건축물 설계와 시공에 관한 규정, 내진재료 요건, 구조시스템 사양 등이 포함돼 있습니다. 두 번째, 내진설계 가이드라인으로 국토교통부는 건축물 내진설계 지침을 개발 배포하였으며 이는 지진에 견딜 수 있는 구조물 설계 방법에 대한 상세한 지침을 제공하는 것으로 부지 선정, 토양 분류부터 건물 구성, 구조 요소 세부에 이르기까지 모든 것을 망라하고 있습니다. 세 번째, 내진 설계 기준입니다. 한국건축연구원이 주거·상업·산업구조 등 다양한 형태의 건축물에 대한 내진설계기준을 개발한 것으로 한국의 내진설계와 건축물 건설에 필요한 최소한의 요건을 규정하고 있습니다. 네 번째, 건설기준 또는 코드로 건축법은 국내 건축물의 내진설계와 건축에 관한 요건을 개략적으로 설명하고 있다면 건설 코드는 재료, 구조 시스템 및 연결 및 연결 세부 정보를 선택하기 위한 가이드라인을 제공하고 있습니다. 다섯 번째, 내진설계인정 기준으로 정부는 내진설계기준 준수 여부를 확보, 확인하기 위해 건축물 내진설계 인증을 건축 전에 받도록 하고 있으며 이 인증 프로세스를 통해 건물이 필요한 내진 설계 요건을 충족하고 거주에 안전하다는 것을 보증하고 있습니다.