Structures of high-rise buildings are less prone to earthquake damage. This is because the response acceleration of high-rise buildings appears to be small by generally occurring short-period ground motions. However, due to the increased construction volume of high-rise buildings and concerns about large earthquakes, long-period ground motions have begun to be recognized as a risk factor for high-rise buildings. Ground motion observed on each floor of the building is affected by the eigenmode of the building because the ground motion input to the building is amplified in the frequency range corresponding to the building's natural frequency. In addition, long-period components of ground motion are more easily transmitted to the floor or attached components of the building than short-period components. As such, high-rise buildings and non-structural components pose concerns about long-period ground motion. However, the criteria (ASCE 7-22) underestimate the acceleration response of buildings and non-structural components caused by long-period ground motion. Therefore, the characteristics of buildings’ acceleration response amplification ratio and non-structural components were reviewed in this study through shake table tests considering long-period ground motions.

The Pohang earthquake with a magnitude of 5.4 occurred on November 15, 2018. The epicenter of this earthquake located in south-east region of the Korean peninsula. Since instrumental recording for earthquake ground motions started in Korea, this earthquake caused the largest economic and life losses among past earthquakes. Korea is located in low-to moderate seismic region, so that strong motion records are very limited. Therefore, ground motions recorded during the Pohang earthquake could have valuable geological and seismological information, which are important inputs for seismic design. In this study, ground motions associated by the 2018 Pohang earthquake are generated using the point source model considering domestic geological parameters (magnitude, hypocentral distance, distancefrequency dependent decay parameter, stress drop) and site amplification calculated from ground motion data at each stations. A contour map for peak ground acceleration is constructed for ground motions generated by the Pohang earthquake using the proposed model.

본 연구의 목적은 한반도의 고유한 지진-지체구조 특성이 반영된 입력자료를 사용하여 한반도의 확률론적 지진 위험지도를 제작하는 것이다. 지진입력자료들은 다수의 전문가에 의해 제공받았으며, 최대지반가속도(Peak Ground Acceleration: PGA)에 대한 지진위험도값은 USGS 지진재해도 프로그램(Harmsen, 2008)을 일부 수정하여 산출하였다. 전문가들로부터 제공된 지진입력자료들의 불확실성은 논리수목 방법을 적용하여 최종 지진재해도 계산에 반영하였다. PGA 분포 패턴은 각 전문가들이 제시한 면적지진원도 형상에 매우 민감하며, 그 형상과 유사한 모양을 보여준다. 지진 위험지도는 5, 10, 20, 50, 100, 250, 500년 동안 초과확률 10%에 해당하는 최대지반가속도를 등치선 형태로 나타내었다. 모든 재현주기에서 황해도 일대를 제외한 북한지역이 남한지역보다 현저하게 낮은(약 50%) PGA 기댓값을 나타낸 다. 전체적으로 남한의 동남부 일대와 북한의 황해도 일대가 약간 높은 값을 보이면서 북서-남동 방향으로 등치도 값의 분포가 신장되어 나타남을 보인다. 또한, 강원도 북부 일대가 타 지역에 비해 약간 낮아지는 경향을 보인다. 본 연구 결과는 국내 주요 구조물의 내진성능 향상을 위한 기초자료로서 유용하게 활용될 수 있을 것으로 사료된다.

In industrial facilities sites, the conventional method determining the earthquake magnitude (M) using earthquake ground-motion records is generally not applicable due to the poor quality of data. Therefore, a new methodology is proposed for determining the earthquake magnitude in real-time based on the amplitude measures of the ground-motion acceleration mostly from S-wave packets with the higher signal-to-ratios, given the Vs30 of the site. The amplitude measures include the bracketed cumulative parameters and peak ground acceleration (As). The cumulative parameter is either CAV (Cumulative Absolute Velocity) with 100 SPS (sampling per second) or BSPGA (Bracketed Summation of the PGAs) with 1 SPS. The arithmetic equations to determine the earthquake magnitude are derived from the CAV(BSPGA)-As-M relations. For the application to broad ranges of earthquake magnitude and distance, the multiple relations of CAV(BSPGA)-As-M are derived based on worldwide earthquake records and successfully used to determine the earthquake magnitude with a standard deviation of ±0.6M.

지반가속도의 초당 최대값은 최근 제정된 지진재해대책법에 따라 지진기록계로부터 통신망을 통해 방재청으로 실시간 제공되어야 한다. 본 연구에서는 현재 PGA를 기반으로 한 신속한 지진피해통보 용도로만 고려되고 있는 지반가속도의 초당 최대값의추가적인 활용성을 검토하고자, 국내외 강진자료 및 중소규모 지진자료에 대한 초당 100 샘플링된 지반가속도 자료의 1초 구간내 최대절대값을 30초 동안 적산한 결과(BSPGAk)를 CAV(Cumulative Absolute Velocity) 및 진도 등과 비교하였다. CAV는 진도와의 높은상관성으로 지진발생시 원자력발전소의 운전초과기준으로 사용되고 있으나, 계산시 초당 100 샘플링 이상의 많은 양의 지진파형 디지털자료를 필요로 하는 단점이 있다. 비교 결과 BSPGAk는 지진규모에 따른 지진동 수준과 상관없이 CAV와 전 범위에서 높은 상관성을나타내었으며, 다수의 관측소가 연계된 지진관측망 운영시 유용하게 활용될 수 있는 신속 지진피해평가 지진동 파라미터로 확인되었다.국내 중소규모 유감지진자료에 대한 지진진도 자료와의 비교결과, BSPGAk-진도 상관식을 이용한 진도추정 오차는 CAV-진도 상관식의진도추정 오차와 유사하였으며, PGA-진도 상관식보다 진도를 신뢰성 있게 추정하였다.

지진파의 푸리에 가속도스펙트럼(Fourier Acceleration Spectrum)에 기반한 계측진도 평가방법(Sokolov and Wald, 2002)의 국내 적용성을 평가하기 위해 관련 논문(연관희 등, 2009)에서 평가된 국내 지진의 진도 MMI {leq} IV 범위에 대한 진도별 FAS 평균(m)과 표준편차({\sigma}) 모델을 이용하여, FAS 진도평가방법의 타당성을 평가하여 보았다. FAS 통계특성 모델 평가시 사용된 지진관측자 료의 FAS를 이용하고 본 연구에서 프로그램으로 구현된 FAS 진도평가기법을 적용할 경우 관측된 진도를 {\sigma} = 0.74 MMI의 오차로 추정할 수 있었으며, 오차의 지진규모-거리 의존성을 추가로 보정할 경우 오차를 {\sigma} = 0.61 MMI 까지도 저감할 수 있었다. 또한 본 방법을 MMI {\leq} IV에 대한 국내 FAS 통계특성 모델과 MMI {\geq} V에 대한 전 세계 FAS 통계특성 모델을 함께 이용하여, 진도 VI 이상인 국내 피해지진의 진도를 미소지진관측자료의 지진원특성을 이론적으로 증가시켜 도출된 스펙트럼을 이용하여 추정한 결과 최대 진도추정 오차 0.63 이내로 예측할 수 있었다.

최근의 중.소규모의 연이은 지진활동은 한반도도 지진에 대하여 안전지대는 아닌 것으로 생각되고 있으며, 1995년 일본의 Kobe 지진 대 참사는 국내에도 지진에 관한 많은 관심을 고조시키고 있다. 그러나, 국내의 구조물의 내진설계를 위한 사용되는 지진파에 대한 연구는 매우 미흡하며, 최근까지도 국내에서는 외국의 설계용 지진파를 그대로 사용하거나 설계응답스펙트럼을 이용하고 있는 실정이다. 본 논문에서는 국내지진파의 물리적 특성, 즉, 주기-빈도 분포, 확률밀도분포, Fourier Spectrum 및 응답스펙트럼을 구하여 비교.분석하였다. 또한 이상화된 인공지진파를 산출하여 이를 현재 교통량의 폭발적인 증가와 도로의 선형성을 이유로 사각을 가진 교량구조물이 많이 건설되고 있는바, 70^{\circ}사각슬래브교에 대한 지진해석을 수행하여 인공지진의 합리적 해석 횟수를 규명하였다.

This study suggested the estimation method of the ground response spectra at a structure location using earthquake acceleration data from seismological observatories. To suggest estimation method based on measured earthquake acceleration data, a algorithm for determining the observations near the structure site was suggested and a module for calculating a ground response spectrum was developed associated with a listed station determining algorithm.