부록 A 용어

제4장 [내진설계] 지진하중

질량(m)과 강성(k)을 갖는 모든 구조물은 각기 고유한 진동 특성을 지닌다. 이를 인간의 심장박동수와 비유할 수 있으며, 구조물의 진동 특성은 다음과 같은 물리량으로 정의된다.

고유진동수(Natural Frequency, f_n): 구조물이 1초 동안 진동하는 횟수를 의미하며, 단위는 Hz를 사용한다. 공식은 \( f_n = \frac{1}{2\pi}\sqrt{\frac{k}{m}} \)으로 정의된다.
고유주기(Natural Period, T_n): 구조물이 1회 진동하는 데 걸리는 시간을 의미하며, 고유진동수의 역수(\( 1/f_n \))이다.

구조물의 질량이 증가할수록 고유주기는 길어지며, 강성이 증가할수록 고유주기는 짧아지는 반비례 관계를 갖는다.

[KDS 41] 1.2 용어의 정의

설계지진(Design Basis Earthquake, DBE): 규정된 설계 수명 동안 발생할 가능성이 있는 지진으로, 일반적으로 최대고려지진의 2/3 수준으로 정의된다.
최대고려지진(Maximum Considered Earthquake, MCE): 내진설계의 기준이 되는 가장 강한 지진 지반운동을 의미하며, 보통 2,475년 재현주기(50년 내 초과확률 2%)의 지진을 기준으로 한다.

[ASCE 7-22] C11.8.2 주요 내용

내진설계 범주(SDC) C에서 F까지에 해당하는 구조물의 경우, 지반조사 보고서에 최대고려지진에 따른 지반 운동 특성이 상세히 포함되어야 함을 명시한다.

[KDS 41 / KDS 17] 관련 정의

최대지반가속도(Peak Ground Acceleration, PGA): 지진 발생 시 지표면에서 기록되는 가속도의 최대 절댓값이다. 지반 흔들림의 강도를 측정하는 직관적인 지표로 활용된다.
유효지반가속도(Effective Peak Acceleration, EPA): 구조물의 응답에 실질적인 영향을 미치는 가속도를 의미한다. PGA가 단발적인 충격 신호를 포함할 수 있는 반면, EPA는 구조물의 설계응답스펙트럼을 결정하는 보다 공학적인 지표로 채택된다.

일반적으로 내진설계에서는 PGA보다 구조물의 동적 응답 특성을 잘 반영하는 EPA를 설계 지반운동의 기본 지표로 사용한다.

구조물의 비탄성 거동 능력을 설계에 반영하기 위해 사용하는 계수들이다.

반응수정계수(Response Modification Coefficient, R): 신구조물 설계 시 지진력을 감소시키기 위해 적용하는 계수이다. 구조시스템의 연성, 과강도, 감쇠 효과를 통합적으로 고려하여 탄성 지진력을 설계 지진력으로 변환한다.
m계수(Component Capacity Modification Factor): 기존 건축물의 성능평가 시 개별 부재 단위의 변형 능력을 나타내는 계수이다. 부재의 연성 성능에 따라 허용되는 비탄성 변형 정도를 결정한다.