“상부구조물에 요구되는 내진설계수준에 상응하는 기술적 고려 필요”

 한국지진공학회 이철호 교수(서울대학교 건축학과)는 ‘국내 건축구조 내진설계 기준강화’에 대해 소개했다.

 이 교수는 KBC 2016 성능기반설계 도입 및 경주지진 이후 상부구조물에 대한 면밀합 내진검토가 이뤄지는 데 반해, 기초구조에 대한 내진설계는 상대적으로 미미하다고 전했다.

 건축구조기준(KBC 2016)에는 기초의 내진설계 관련 상세규정이 전무하다는 것이다. 이에 대해 기본사항의 규정에서 지진하중을 명시하지 않아 내진설계 관련 항목의 신설이 필요하다고 지정했다.

 말뚝의 수평내력에서는 기초를 고정지지로 보고 설계해 횡변위가 유발하는 응변을 설계에서 고려하지 않았다고 얘기했다. 지진하중에 의한 수평내력 검토를 명시하고 지반과 말뚝의 횡변위 및 상호작용을 고려하도록 명시할 필요가 있다고 발표했다.

 말뚝의 침하와 관련해서는 해외 지진피해 사례에서 볼 수 있듯이 말뚝의 횡방향 변형에 대한 검토가 필요하다고 했다.

 성능기반 내진설계를 할 경우 기초에 작용하는 하중을 비교해야 한다고 했다. 지진의 경우 (DBE 혹은 MCE) 등을 고려해 비선형 시간이력 해석 수행을 한다. 성능 기반 내진 설계시 기초에 작용하는 하중(축력, 전단력, 휨모멘트)는 기존의 하중(D+L)을 초과한다.

 이에 따라 상부구조물과 수미상관하게 기초의 검토가 필요하다는 것이다. 말뚝의 안전성 검토와 관련해 PHC파일의 경우 축력+휨모멘트 조합, 전단력에 대한 설계 등으로 단면의 증가가 요구된다.

 강관 파일의 경우 축력+휨모멘트 조합에 대해 다양한 강종과 두께를 적용해 설계가 가능하다. 고강도강이 유리하며 P-M 극한 상호 작용식을 이용해야 한다. 강관 파일은 큰 전단내력으로 인해 수평하중에 대한 저항력이 충분하다.