미국의 내진설계기준인 ASCE/SEI 7-10은 구조물 붕괴성능에 대한 불확실성을 고려하지 않는 등재해도 기반 내진설계의 문제점을 해결하기 위해 위험도 기반 내진설계 개념을 도입하였다. 하지만 현행 국내 내진설계기준의 경우 한반도 내에서 발생한 큰 규모의 지진기록과 구조물의 붕괴성능과 관련된 연구의 부족으로 위험도 기반 내진설계 개념을 반영하지 않고 있 다. 본 연구에서는 철골 보통중심가새골조를 표본건물로 선정하여 위험도 기반 내진성능평가를 수행하였다. 건물이 위치한 지역, 높이, 지반조건을 변수로 바탕으로 표본건물에 대한 붕괴성능 평가를 수행하였으며, 국내 지진기록의 특성을 반영할 수 있는 경험적 스펙트럴 형상 예측 모델을 활용하여 지진재해도 곡선을 작성하였다. 이를 활용하여 국내 주요 도시에 위치 한 철골 보통중심가새골조의 붕괴확률을 위험도 적분 개념에 따라 평가하였다. 국내 주요 도시에 위치한 철골 보통중심가새 골조의 붕괴확률을 평가한 결과, 현행 건축구조기준에 따라 설계된 표본건물은 본 연구에서 고려한 해석 변수에 따라 붕괴 확률에 상당한 차이를 보였다. 특히 국내 건축구조기준의 경우 철골 보통중심가새골조에 대한 높이제한이 없어 일부 고층 표본건물에서 목표 위험도인 50년간 1%의 붕괴확률을 초과하는 것으로 평가되었다.

지진에 대한 재해 위험도를 평가할 때 재해에 대한 위험을 정량적으로 정의하고 대상 시스템이 재해에 어떻게 노출되어 있는지, 얼마나 취약하고, 재해에 대응할 수 있는 능력을 평가한다. 단순한 구조물의 피해가 아니라 대상 시스템이 재해에 대한 사회·경제적 영향을 고려할 수 있어야 한다. 본 연구는 서울을 대상 지역으로 사회·경제적 영향을 고려한 지진 재해 위험도를 산출하였다. 지진에 의한 시스템의 피해규모를 평가하기 위해서는 인명피해, 경제적 피해, 사회적 피해 등 다양한 형태로 나타나는 지진 재해의 영향을 정량화 할 수 있는 지표가 필요하다. 또한, 지진 재해 위험도를 평가하기 위해 기존의 간단한 위험요소의 특징을 이용한 방법보다 다양한 대내·외적 상황을 고려하였다. 지진 재해 위험도 평가를 위해서 구성체계를 4가지 주요소로 구성하였으며, 이는 위험요소, 노출요소, 취약요소, 대응 및 복구요소로 정의하였다. 4개의 주요소는 각각의 요소로 나누어 세분화하였고, 최종적으로 이를 정량화할 수 있는 세부 지표로 나타내었다. 각 지표는 Rossi and Gilmartin(1980)이 제안한 기준에 의해 맞도록 선정되었다. 주요소와 요소를 대표하는 지표들에 대한 가중치는 주관적인 방법과 객관적인 방법을 통합하여 산정하였고, 수학적 방법을 통해 최종 지진 재해 위험도를 도출하였다. 도출된 지진 재해 위험도를 통해 주요소 및 지표가 위험도에 미치는 영향을 평가하였다.

본 연구는 현재 소방방재청에서 운영하고 있는 지진재해대응시스템에 지반 물성을 고려한 지반재해위험도를 탑재하기 위한 방법론 및 활용방안에 대한 연구이다. 지진재해대응시스템은 기상청에서 수신된 지진정보로 진도분포도를 작성 후 이를 바탕으로 각 행정동 단위의 건축물, 인명, 파이프라인, 구조물의 피해추정을 산출한다. 하지만 이들 피해추정은 지반의 토층 두께만을 고려한 지반증폭률로 산출된 지반최대가속도로 추정된 값으로 지진에 의한 지반의 물성 변화에 따른 피해추정까지 고려된다면 보다 높은 신뢰성을 갖출 수 있다. 지반의 물성은 시추자료를 토대로 입도분포, 표준관입시험(SPT-N치)등의 정보를 수집하여 이를 바탕으로 지반의 물성 변화 즉, 지반 액상화 평가를 하여 지반재해위험도 지도를 작성한다. 지반재해위험도 지도는 지진시나리오별로 시추자료의 좌표점을 기준으로 액상화가능성지수(LPI, Liquefaction Potential Index)로 나타난다. 하지만 시추자료는 대부분 도심지 및 도로, 터널 등 토목공사를 위한 기초자료를 수집하기 위한 시추자료들로 그 외 산간지역이나 농업지역등은 시추자료가 존재하지 않아 시범지역을 모두 커버할 수 없다. 그렇기 때문에 자료가 없는 부분은 보간기법을 적용하여 수치적 해석방법을 수행해야 한다. 수치적 해석을 통해 작성된 지반재해위험도 지도를 현재의 지진재해대응시스템에 탑재함으로써 지진발생시 지반의 물성 변화에 따른 2차 피해 추정의 기초자료로 활용 할 수 있다.

This study is about an earthquake disaster response system and an application technology for post-earthquake safety evaluation. The mobile application supports field survey on earthquake damage buildings and shortens the surveying time. The results from the mobile are transmitted to a data managing program. And it displays a surveyed-place, result and suggests statics. This system is expected to support local governments to effectively respond to earthquake disasters.

This study analyzes damage estimation technique of earthquake disaster. In order to do this, 1) Proposition of current situation analysis and direction of improvement domestic and foreign-related systems of earthquake disaster response system, 2) Establishment and design of research earthquake disaster damage assesment system 3) Analysis and investigation of domestic and foreign-related soil field on damage estimation, 4) Creation of soil liquefaction risk-map and processes method of soil information. When occurred an earthquake, occurs the system rapidly displays seismic intensity distribution and life, structure, lifeline damage estimations. This enables decision makers to support the earthquake disaster response decisions. Eventually, earthquake disaster damages are expected to be reduced significantly.

최근 한국 근해 및 내륙에서 발생되는 지진의 횟수가 증가함에 따라 지진피해 가능성에 대한 우려가 증가되고 있으며, 지진재해가 발생하였을 경우 신속한 대책을 마련해야 한다는 필요성이 부각되고 있다. 그러나 대규모 사회기반 시설중의 하나인 상수관망 시스템의 경우, 국내 전체 503개소 중 현행 내진설계기준을 만족하는 곳이 전무(소방방재청, 2013)할 정도로 지진재해에 매우 취약하다. 상수도 시설의 경우 구조해석을 통한 개별 구조물의 내진성능평가 뿐 만 아니라, 물 공급가능성을 포함하는 수리학적 위험도(또는 신뢰도) 평가가 반드시 필요하다. 본 연구에서는 수리해석을 기반으로 한 상수관망 지진재해 위험도 산정 프로그램을 개발하였다. 이를 위해 과거 한반도에 발생한 지진자료를 활용하여 지진 발생시나리오를 구성하는 모듈을 구축하였다. 또한 지진 발생에 의해 나타나는 상수도 관망 구성요소(관로, 펌프, 배수지)의 피해 상태를 취약도 함수에 의해 결정하고, 이를 적절히 반영하여 수리해석 결과가 도출되도록 모형화하였다. 본 연구에서 개발된 프로그램을 실제 상수관망 시스템에 적용한 결과, 적용지역에 가까운 곳에서 발생한 과거 지진을 상정하였을 경우 나타난 신뢰도는 지진 재해에 의한 피해를 무시할 수 있는 수준은 아니었으며, 특히 설계 기준에 해당하는 큰 강도의 지진이 발생할 경우 상수관망 시스템의 전반적인 마비가 초래될 수 있음을 확인하였다. 따라서 본 모형은 상수관망의 설계와 사전보강을 위한 의사결정 수단으로 활용될 수 있을 것으로 판단된다.