In this study, algorithms for analyzing the torsion of buildings under earthquake excitation are developed. The algorithm and formulations to account for the torsional angle are verified by analyzing the seismic acceleration time history data. The method was applied to the reference buildings to examine their operation and usability. The reference application demonstrated that the noise-canceling scheme successfully overcame various obstacles in the field measurements. The developed method is expected to be used as a tool to support a loss assessment system for determining the direction and priority of disaster response in the event of an earthquake.

최근 전 세계적으로 지진의 발생빈도가 증가하는 경향을 보이며 일부는 지진해일을 동반한 대규모 피해가 발생하고 있다. 2004년 12월 26일 인도네시아 수마트라 지진해일은 약 30만명의 인명피해와 100억 달러 이상의 재산피해가 발생하였으며, 2011년 3월 11일 일본 동북지방 태평양 연안 지진해일은 15,800여명의 인명피해와 25조엔 이상의 재산피해가 발생했다. 또한 국내에서도 일본의 서해 해역에서 발생한 아키타지진(1983년 5월, M7.7)과 오쿠시리지진(1993년 7월, M7.8)의 영향으로 국내 동해안 일대에 피해가 발생한 사례가 있다. 이러한 추세에도 불구하고 국내에서는 지진해일에 대한 국내 건축물의 대비책은 전무한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 국내 건축물에 80%이상을 차지하고 있는 연안가 조적조 건축물에 대한 안전성을 예상 침수심 깊이에 따라 평가하였다.

21세기에 들어 크고 작은 재난의 증가가 지속되고 있으며 농어촌 위주의 피해 지역에서 인구가 밀접되어 있는 도시 지역으로 재난 피해의 위험성이 확대되고 있으며 그 피해 또한 심각한 경우가 많이 발생하고 있다. 그러나 도시의 재난에 대한 평가는 풍수해에 대비한 홍수지도 작성정도에 머무르고 있으며 사회적 재난 및 인적재난 등 자연재난 이외의 발생요소를 감안할 필요가 증대하고 있다. 따라서 본 연구에서는 자연재난과 인적재난, 사회적 재난을 포함하는 재난의 전반적인 영향을 분석하여 개별 건축물 대상으로 재난의 대응성 및 안전성을 평가하고 이에 대한 대비책을 마련하는데 목적이 있다. 연구의 방법으로는 건축물의 계획을 면밀히 분석하고 각 공간에서 일어나는 행위와 작업의 종류를 파악하고 발생 가능한 위험요소를 복합적으로 평가한다. 평가결과를 반영하여 각 평가항목의 만족도를 측정하고 이에 대한 개선사항을 제시한다. 이를 통해 건축물의 관리자는 물론 사용자의 안전을 향상시키는데 기여할 수 있을 것으로 보이며 향후 유사한 사례를 통하여 건축물 재난 및 안전성 평가의 프로토타입으로 사용될 수 있을 것으로 보인다.

최근 전 세계적으로 대규모의 지진이 발생하여 인명 및 재산 피해가 증가하자 지진방재에 대한 관심이 고조되고 있다. 지진재해에 대한 국가적인 대책을 마련하기 위해 미국과 일본을 중심으로 한 재난선진국들에서는 지진가속도계측기 활용에 관한 연구를 활발히 진행하고 있다. 우리나라도 2010년 9월 7일, 소방방재청에 의해 “지진가속도계측기 설치 및 운영기준”을 고시하고 지진가속도계측기 설치를 법제적으로 의무화 하였다. 하지만 대상시설물에서 계측된 지진가속도 응답신호를 활용하는 방안은 아직 활성화되지 않은 실정이다. 본 연구에서는 지진가속도계측기의 활용도 제고를 위해 시설물에 설치된 지진가속도계측기 응답신호의 활용방안을 살펴보았다. 특히 공공기관 청사 및 별관과 국립 대학교를 위주로 건축물의 지진가속도 응답신호를 활용하는 방안을 연구하였다. 우선, 국내·외 건축물의 지진가속도 응답신호를 제공 및 활용하는 사례를 토대로 지진가속도 응답신호를 활용하는 방안을 고찰하였다. 건축물의 지진가속도 응답신호는 상시미진동 측정을 통한 건전성 평가와 유사하게 활용될 수 있다. 지진발생 시 건축물의 안전성을 판단하기 위해서는 계측된 지진가속도 응답신호로부터 건축물의 안전성을 평가할 수 있는 지표 마련과 지진발생 후 손상정도의 파악을 위한 지표의 수준을 설정하는 것이 필요하다. 계측된 지진가속도 응답신호를 분석하여 건축물의 즉각적인 안전성평가가 이뤄질 수 있도록 최대가속도응답, 고유주기, 누적절대속도, 스펙트럼 강도를 안전성 평가지표로 제시하였다. 계측된 지진가속도 신호는 각각의 건축물 안전성 평가지표로 변환하여 분석할 수 있다. 첫째로 지진가속도 응답신호의 최대가속도응답을 파악하여 허용치를 벗어나는 응답의 발생여부를 파악할 수 있다. 각 건축물의 내진설계기준에 따라 적용된 허용하중을 벗어나면 정밀구조안전진단이 요구된다. 둘째로 고유치해석으로 산정된 고유주기의 평상시와 지진발생시의 변화를 분석하여 변동의 폭이 허용치를 벗어나는 것으로 건축물 안전성을 평가할 수 있다. 마지막으로 지진파의 평균속도개념인 누적절대속도(CAV: Cumulative Absolute Velocity)와 지진파의 에너지개념을 갖는 스펙트럼강도(SI: Spectral Intensity)값으로 건축물의 안전성을 평가할 수 있다. 원전기준에 의하면 CAV값이 0.16g·sec을 초과하면 설비를 정지하도록 규정하고 있다. 일본의 경우 건축물 피해 발생여부 판단기준의 SI값을 30kine으로 설정하고 있으며 향후 우리나라 특성에 맞는 평가지표별 안전성평가 수준마련이 요구된다. 이러한 건축물 안전성 평가지표를 통해 지진발생 직후 신속한 건축물 안전성평가가 수행될 수 있는 근거 자료를 제시할 수 있을 것으로 사료된다.