우리나라에서는 2010년 9월 7일자로 “지진가속도계측기 설치 및 운영기준”이 소방방재청에 의해 고시됨에 따라 지진가속도계측기 설치가 의무화되었다. 지진가속도계측기 설치 대상은 크게 1)자유장과 2)시설물로 나뉘고, 시설물은 다시 9가지로 분류되어 설치위치가 명시되어 있다. 본 연구에서는 지진가속도계측기의 응답신호를 활용하는 방안을 제안하고 국내 지진방재분야의 발전을 위한 지진가속도계측기 운영사업의 개선사항 및 발전방향을 도출하였다.
우선 자유장에서 계측된 지진가속도 신호를 통해 지진원 특성 분석 및 지진파 전파 특성 활용사례를 정리하고 자유장 지진가속도 계측신호의 체계화를 통한 내진설계 등의 기초자료 확보를 위한 연구를 수행하였다. 자유장에 설치된 지진가속도 계측자료의 활용방안으로는 1)지진발생시 PGA 등고선도 및 응답스펙트럼 작성, 2)지반특성 및 부지증폭률 산정, 3)국가지진재해도 재·개정 연구에 활용을 제안하였다.
다음으로 건축물에 설치된 지진가속도계측기의 응답신호를 활용하는 방안으로 건축물 안전성 긴급평가 방안을 제안하였다. 지진 발생시 건축물의 안전성평가를 위해서는 평가지표의 마련과 지진발생 후 손상여부를 파악하기 위한 평가지표의 위험수준에 대한 제안이 필요하다. 따라서 건축물 안전성 평가지표로 1)최대가속도응답, 2)고유주기, 3)누적절대속도, 4)스펙트럼 강도를 제안하였다. 주요 평가지표인 고유진동수와 관련해서는 조적조 및 목조 구조체의 실험을 통해 최대하중에 대한 구조체의 고유진동수를 측정하였다. 그 결과 구조체의 손상이 발생한 경우 고유진동수 저하되므로 고유진동수 변동에 따른 건축물 안전성평가가 가능한 것으로 사료된다.
마지막으로 지진가속도계측기의 효율적인 운영을 위해 1)토목구조물의 지진가속도계측기 설치기준에 관한 문제점 분석, 2)지진가속도계측기 설치 및 운영기준상의 개선사항 도출에 관한 연구를 수행하였다. 고시된 설치 및 운영기준에 의해 지난 1년여 간 지진가속도계측기 사업을 운영한 결과, 현실적·기술적인 부분에서 문제점이 대두되었다. 따라서 지진가속도계측기 사업의 향후 발전 및 효율적인 이용을 위한 고시개정이 필요하다. 본 연구에서 도출된 개선사항을 적용하면 효율적인 센서의 배치와 계측을 통해 보다 정확하고 신뢰성 있는 지진가속도데이터를 축적할 것으로 사료된다.
본 발표에서는 크게 다음의 4가지 연구를 포함하고 있으며 상세내용은 첨부 논문 및 발표자료를 참고하길 바란다.
1. 자유장 지진가속도 계측자료의 활용방안
2. 지진가속도계측기 응답신호를 활용한 건축물 안전성 평가
3. 고유진동수를 활용한 건축구조물 안전성 평가 방안
4. 토목구조물 지진가속도계측기 설치기준 개선방안

• 박병철(정회원, 행정안전부 국립방재연구원, 시설연구관) | Park, Byung-Cheol 교신저자