Geophysics and Geophysical Exploration (지구물리와물리탐사)

Korean Society of Earth and Exploration Geophysicists (한국지구물리·물리탐사학회)
권호 표지

Analysis of Characteristics of Vertical Response Spectrum of Ground Motions from Domestic Earthquakes

국내 관측자료를 이용한 수직 응답스펙트럼 특성 분석

  • Kim, Jun-Kyoung (Department of Fire & Disaster Prevention, Semyung University) ;
  • Hong, Seung-Min (Department of Fire & Disaster Prevention, Semyung University) ;
  • Park, Ki-Jong (Department of Fire & Disaster Prevention, Semyung University)
  • 김준경 (세명대학교 소방방재학과) ;
  • 홍승민 (세명대학교 소방방재학과) ;
  • 박기종 (세명대학교 소방방재학과)
  • Received : 2010.08.02
  • Accepted : 2010.08.25
  • Published : 2010.08.31
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Abstract

The vertical response spectra using the observed ground motions from the recent more than 30 macro earthquakes were analysed and then were compared both to the seismic design response spectra (Reg Guide 1.60), applied to the domestic nuclear power plants, and to the Korean Standard Design Response Spectrum for general structures and buildings (1997). 176 vertical ground motions, without considering soil types, were used for normalization with respect to the peak acceleration value of each ground motion. The results showed that response spectrum had strong dependency on epicentral distance. The results also showed that the vertical response spectra revealed much higher values for frequency bands above 5~7 Hz than Reg. Guide (1.60). The results were also compared to the Korean Standard Response Spectrum for the 3 different soil types and showed that the vertical response spectra revealed much higher values for the frequency bands below 0.2 second (5 Hz) than the Korean Standard Response Spectrum (SD soil condition). These frequency-dependent spectral values could be related to the characteristics of the domestic crustal attenuation and the effect of each site amplification. However, through the qualitative improvements and quantitative enhancement of the observed ground motions, the conservation of vertical seismic design response spectrum should be considered more significantly for the frequency bands above 5 Hz.

최근 발생한 30여개의 중규모 지진으로부터 관측된 지반진동 파형을 이용하여 수작 응답스펙트럼을 분석하고 결과를 국내 원자력 관련 구조물의 내진설계 기준과 국내 일반 구조물 및 건축물 내진설계기준과 각각 비교하였다. 연구에 이용된 지반진동 개수는 수직성분 각각 176 개이며 주파수별 지반응답을 구하고 최대 지반 가속도 값을 이용하여 정규화 분석을 수행하였다. 연구결과에 의하면 진앙거리 의존성이 대단히 큼을 보여주었다. 또한 국내 원자력시설물의 내진기준으로 이용되고 있는 Reg. Guide 1.60과 비교한 결과 특히 약 5~7 Hz 이상의 고주파수 영역에서 Reg. Guide 1.60 보다 높은 값을 보여 주었다. 또한 국내 일반 구조물 및 건축물 내진설계기준인 표준 설계응답스펙트럼을 3개 지반조건에 적용한 결과를 분석 자료와 동시에 비교한 결과 약 0.2초(5 Hz) 이하의 단주기 영역의 전체 대역(SD 지반조건)에서 수직 성분 자료처리 결과가 기준을 크게 초과하는 현상을 보여 주었다. 물론 이러한 현상은 국내 지각의 주파수별 감쇠 및 부지 직하부의 감쇠 특성 등과 복합적으로 관련되어 발생한 현상으로 판단된다. 향후 국내 지진활동 실정에 적합한 내진설계 기준 마련을 위해 관측자료의 질적 향상 및 양적인 축적 등을 통하여 특히 수직 성분의 약 5 Hz 이상의 고주파수 대역에서 응답스펙트럼 기준의 보수성을 심각하게 고려할 필요가 있다.

Keywords

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