우리나라의 지진피해 및 내진면진제진 설계 1

우리나라의 지진발생 현황 및 내진•면진•제진 설계

2017. 10. 11

Tiger Waon-Ho Yi 李 元 虎

whyi@kw.ac.kr / tiger.whyi@gmail.com

광운대학교 건축공학과 교수

전 국립방재연구소장

충북대학교 산학특강 세미나

평소 건축물 보강 및 대피 연습을 통해 인명피해 예방

목차

0. 지진의 이해

1a. 국내의 지진발생 현황

1b. 해외 지진피해 사례

2. 경주 지진 현황

3. 경주 지진파의 특성

4. 경주 지진피해 현황

5. 우리나라 지진대응체계

6. 지진과 원자력발전소

7. 지진방재 관련법

8. 지진ㆍ화산재해대책법

9. 지진방재종합계획

10. 내진설계현황

11. 지진방재대책 개선추진단 및 범정부 지진방재대책 TF

12. 지진방재 종합개선기획단

13. 내진설계 – 내진•면진•제진 설계

14. 한반도에 미치는 영향

우리나라의 지진발생 현황 및 내진•면진•제진 설계

0. 지진의 이해 -

Status of Worldwide Earthquakes (1900-2015)

Earthquakes of magnitude 8.0

and greater since 1900.

The apparent 3D volumes of

the bubbles are linearly

proportional to their respective

fatalities

0. 지진의 이해 -

Status of Worldwide Earthquakes (1900-2015)

Magnitude

Average Annually

8.0 and higher

1 ¹

7.0 - 7.9

15 ¹

6.0 - 6.9

134 ²

5.0 - 5.9

1319 ²

4.0 - 4.9

13,000 (estimated)

3.0 - 3.9

130,000 (estimated)

2.0 - 2.9

1,300,000 (estimated)

Magnitude

Change

Ground Motion Change

(Displacement)

Energy Change

1.0

10.0 times

about 32.0 times

0.5

3.2 times

about 5.5 times

0.3

2.0 times

about 3.0 times

0.1

1.3 times

about 1.4 times

Frequency of Occurrence of Earthquakes

Magnitude vs. Ground Motion and Energy

¹ Based on observations since 1900.

² Based on observations since 1990.

(Ref. : USGS)

0. 지진의 이해 -

Status of the Earthquake Occurrence

DATE

LOCATION

MAGNITUDE

1960-05-22

Valdivia, Chile

9.5

1964-03-27

Prince William Sound, Alaska, USA

9.2

2004-12-26

Indian Ocean, Sumatra, Indonesia

9.1–9.3

1952-11-04

Kamchatka, Russia (then USSR)

9.0

2011-03-11

Pacific Ocean, Tohoku region, Japan

9.0

1906-01-31

Ecuador – Colombia

8.8

2010-02-27

Maule, Chile

8.8

1965-02-04

Rat Islands, Alaska, USA

8.7

1950-08-15

Assam, India – Tibet, China

8.6

1957-03-09

Andreanof Islands, Alaska, USA

8.6

2005-03-28

Sumatra, Indonesia

8.6

2012-04-11

Indian Ocean, Sumatra, Indonesia

8.6

1922-11-10

Atacama Region, Chile

8.5

1923-02-03

Kamchatka, Russia (USSR)

8.5

1938-02-01

Banda Sea, Indonesia (Dutch East Indies)

8.5

1963-10-13

Kuril Islands, Russia (USSR)

8.5

2007-09-12

Sumatra, Indonesia

8.5

Largest earthquakes by magnitude(USGS)

Deadliest earthquakes on record(USGS)

Rank Date Location Fatalities Magnitude

1 1556-01-23 Shaanxi, China 820,000–830,000 (est.) 8.0 (est.)

2 2010-01-12 Haiti 316,000 (Haitian sources) 7.0

3 1976-07-28 China 242,769 7.0

4 526-05-21 Antioch, Turkey 240,000 7.0 (est.)

5 1920-12-16 Ningxia–Gansu, China 235,502 7.8

6 2004-12-26 Sumatra, Indonesia 230,210+ 9.1–9.3

7 1138-10-11 Aleppo, Syria 230,000 Unknown

8 856-12-22 Damghan, Iran 200,000 (est.) 7.9 (est.)

9 893-03-22 Ardabil, Iran 150,000 (est.) Unknown

10 1923-09-01 Kantō region, Japan 142,800 7.9

11 1908-12-28 Messina, Italy 123,000 7.1

12 1948-10-06 Ashgabat, Turkmenistan 110,000 7.3

13 1703-12-31 Edo, Japan 108,800 Unknown

14 1755-11-01 Lisbon, Portugal 10,000–100,000 8.5–9.0 (est.)

0. 지진의 이해 -

Status of the Earthquake Occurrence

Rank Name Magnitude Property damages

1 2011 Tohoku earthquake, Japan 9.0[6] $122 billion[not in citation given] 2 1995 Great Hanshin earthquake, Japan 6.9 $100 billion

3 2008 Sichuan earthquake, China 8.0 $75 billion[30]

4 2010 Chile earthquake, Chile 8.8[31] $15–30 billion[31] 5 1994 Northridge earthquake, United States 6.7 $20 billion

6 2011 Christchurch earthquake, New Zealand 6.3[32] $12 billion

7 1989 Loma Prieta earthquake, United States ~7.0; 6.9-7.1 $11 billion

8 921 earthquake, Taiwan 7.6 $10 billion

9 1906 San Francisco earthquake, United States 7.7 to 7.9 (est.) $9.5 billion ($400 million 1906 value) 10 2012 Northern Italy earthquakes, Italy 4.6 to 6.1 (est.) $6.0 billion

11 1960 Valdivia earthquake, Chile 9.5 $2.9–5.8 billion

Property damages caused by earthquake(USGS)

0. 지진의 이해 -

Status of the Earthquake Occurrence

0. 지진의 이해 –

지진이란?



지진…

지구내부에서 일어나는 급격한 변동에 의하여 생긴

에너지가 파동으로 변하여 사방으로 전파되는 현상



지구가 생각하는 지진은...

지구에 쌓인 스트레스의 해소 과정



인간에게 있어서 지진은...

- 지구내부의 연구에 필요한 정보제공

- 인류 문명에 막대한 피해를 주는

재난으로 나타남

우리나라의 지진발생 현황 및 내진•면진•제진 설계

0. 지진의 이해 –

지진 발생 원인

0. 지진의 이해 –

지진 발생 원인

- 1915년 베게너에 의해 제창

- 판들의 경계가 지진대를 이룸

- 판 경계에서 대부분의 지진활동

- 판 내부에서 소규모 지진발생

- 전 지구의 표면이 두께 100km

가량의 조각들이 판으로

나뉘어져 있으며,

- 맨틀의 대류현상으로 판들의 상대운동에

의해 지층이 변형, 깨지며 지진발생

 판구조론

우리나라의 지진발생 현황 및 내진•면진•제진 설계

0. 지진의 이해 –

지진 발생 원인



기둥구조론



열 기 둥 : 남태평양과 아프리카 하부 위치



냉각기둥 : 유라시아판의 하부 위치



지표로부터 12,000km의 부근에 직경 6,000km 정도의 큰 공심의 공기가 상승하여 지진이 발생

판구조론의 기초

2개의 열기둥 + 1개의 냉각기둥

열기둥(상승운동) + 냉각기둥(하향운동)이

만들어 내는 에너지에 의함

성호 이익 선생 (1681년 - 1763년)

우리나라의 지진발생 현황 및 내진•면진•제진 설계

0. 지진의 이해 -

환태평양 조산대 불의 고리

Border lines of Plate in World Seismic Hazard Map (1963-1988, M5+)

태평양판 주변 : 70%, 유라시안판 : 20%,

판내부지진 : 10%(매우 파괴적)

발생위치와 시기는 예측 불가능

0. 지진의 이해 -

환태평양 조산대 불의 고리

지진해일 발생지역 양산단층 옥천단층 추가령단층 탄루단층

우리나라의 지진발생 현황 및 내진•면진•제진 설계

규모와

진도

규모

진도

지진의 크기를 나타내는 수치로 절대적 개념의

규모(Magnitude)

와 상대적 개념의

진도(Intensity)

사용

지진동의 세기를 사람의 느낌이나 물체 또는 구조물의

흔들림 정도에 따라 수치로 표현한 것

※ 수정메르칼리진도 (MMI) 사용 :

I

~

XII

계급으로 구분

지진의 절대적인 에너지 총량을 정량적으로 나타낸 값으로 진동에너지에

해당하며, 리히터 규모를 사용함. 소수 1위 (예 : M 4.0)까지 표시

※

규모 1 증가에 에너지가 약 30배씩 커짐



지진의 크기 - 규모(Magnitude) ; 진도(Seismic Intensity)

1935년, 미국 지진학자 Charles F. Richter  Richter Scale

Rossi-Forel 진도계급, 수정Mercalli 진도계급, 일본 기상청 진도계급, MSK진도계급

0. 지진의 이해 –

지진의 크기

2

修正

Mercalli震度階級



MM(Modified Mercalli Scale)階級



1923年RF震度階級을 12階級으로

細分 ⇒ Mercalli Scale



1931年 Wood 및 Neumann

⇒ 修正MM階級

4

M.S.K. 震度階級



1963年



12階級



유네스코 : 国際的으로 使用

하기를 勧告

1



1883年 이탈리아



RF 震度階級



10階級

Rossi-Forel 震度階級

3

日本気象庁震度階級



1949年



JMA階級



10階級



진도계급

0. 지진의 이해 –

지진의 크기 ; 진도계급

우리나라의 지진발생 현황 및 내진•면진•제진 설계

○

진도: 피해상황의 크기

0. 지진의 이해 –

지진의 크기 ; 진도계급

•

진도 2 실내에서 극히 일부만 느낌

•

진도 3 실내에서 소수가 느낌. 매달린 물체가 약하게 움직임

•

진도 4 실내에서 대다수가 느낌. 실외에서 감지 불가

•

진도 5 건물 전체가 흔들림. 물체가 깨어지거나 전도 또는 추락,

가벼운 물체의 위치이동

•

진도 6 똑바로 걷기 어려움. 약한 건물의 회벽이 떨어지거나 균열 발생.

무거운 물체의 이동이나 전도

(경주지진)

•

진도 7 서 있기가 곤란. 운전 중에 지진을 느낌.

회벽이 붕괴, 느슨한 적재물 또는 담장이 무너짐

•

진도 8 차량의 운전이 곤란. 일부 건물이 붕괴, 사면이나 지표의 균열

탑, 굴뚝의 붕괴.

우리나라의 지진발생 현황 및 내진•면진•제진 설계

地震에 의한 建物의 一般的인 被害形態

대만 지지지진 ; 피해건물의 분포 (총 460동)

우리나라의 지진발생 현황 및 내진•면진•제진 설계

101102

128

93

20

4

₂

5

₂

₂

₂

₂

₃

₂

0

20

40

60

80

100

120

140

N

um

ber

of

C

ol

laps

e

B

ui

ldi

ng

1

2

3

4

5

6

7

8

9 10 11 12 13 14

Number of Story

1~4층 : 총 416동(90%)

1~5층 : 총 436동(95%)

台湾

阪神

피로티形式 建物의 1층 部分의 崩壊

阪神

台湾

建物의 全層 崩壊

阪神

_台湾

？

建物의 中間層 崩壊

台湾

阪神

코너 建物의 崩壊

台湾

阪神

短柱의 剪斷 破壊

台湾

阪神

柱의 휨 破壊

組積造 建物의 被害 形態

우리나라의 지진발생 현황 및 내진•면진•제진 설계



조적벽체의 경우 지진력에 대해

면외방향이 특히 취약함



지진력에 대해 면외방향으로의

파괴위험성이 있으며 벽체간의

접합강성 증진 필요

※ Ref ; Indian Institute Technology Kanpur



벽체 전도를 막기 위한 충분한

조적벽체 쌓기가 요구되며

벽체길이에 대한 제한 필요

全層 崩壞

우리나라의 지진발생 현황 및 내진•면진•제진 설계

중국 쓰촨성 지진

인도 카치 지진

모서리 破壞

우리나라의 지진발생 현황 및 내진•면진•제진 설계

중국 쓰촨성 지진

인도 카치 지진

組積壁體 面外方向 破壞

우리나라의 지진발생 현황 및 내진•면진•제진 설계

중국 쓰촨성 지진

인도 카치 지진

미끄러짐 파괴, 전도

우리나라의 지진발생 현황 및 내진•면진•제진 설계

중국 쓰촨성 지진

인도 카치 지진

0. 지진의 이해 -

지진방재활동



한반도에서 (피해를 줄만한) 지진이 발생할까 ?



우리지역에선 어떨까 ?



민방위 훈련과 지진재해 대비훈련 ?!



지진이 일어난다면 우리는 어떻게 해야 하는가 ?

문제점 : 지진에 대한 인식부족

해결방안 : 평소 건축물 보강 및 대피 연습을 통해 인명피해 예방

(예방 및 대비)

우리나라의 지진발생 현황 및 내진•면진•제진 설계

0. 지진의 이해 –

지진재난의 특성



지진발생 예측 및 예보의 어려움



직접피해

- 구조물붕괴

- 인명피해(사망, 실종, 부상, 이재민)



2차피해

- 지진화재

- 가스누출

- 단전, 단수

- 통신두절

- 교통단절

- 원전폭발(후쿠시마 원전)

- 언색호(태풍시 대홍수)

- ??



피해지역의 고립



사회•경제시스템의 마비

사회의 준비태세에 따라

재해유형 상이

도시집중으로 인한

재난의 대형화

지진재해의

복합재난화!

우리나라의 지진발생 현황 및 내진•면진•제진 설계

0. 지진의 이해 -

지진피해 규모에 미치는 주요인자



지진특성

– 지진의 규모와 진도

– 발생위치



지반특성

– 지진전파경로

– 표층지반특성



지역특성

– 도시의 규모

– 밀집도



방재의식

– 국민(주민)의식 수준

– 교육과 훈련 정도



방재계획

– 방재집행계획

– EAP(비상대처계획)



지진관측과 정보전달

– 지진관측망

– 정보전달체계



내진설계

– 내진설계 기술수준

– 시공의 정밀도

우리나라의 지진발생 현황 및 내진•면진•제진 설계

1a. 국내의 지진발생 현황 – 한반도 지진원인

우리나라의 지진발생 현황 및 내진•면진•제진 설계

1a. 국내의 지진발생 현황 – 과거 지진활동

우리나라의 지진발생 현황 및 내진•면진•제진 설계



역사기록

- 최소 40회의 인명 및 재산피해 지진발생, 서기 2년∼1904년 1,897회 지진발생



계기기록

- 1905년∼1942년, 533회 지진 (연평균 14회, 규모 3.0 이상 9회)

구분 평균 발생횟수 ‘78~’98 (아날로그 관측) ‘99~’10 (디지털관측) 발생빈도 (평균) 19.2 회 59.6 회 규모 3.0 이상 (총 지진/평균) 185 / 8.8 회 194 / 10.8 회 지난 39년간(1978~2016) 지진발생 추이 (규모 2.0 이상)

1a. 국내의 지진발생 현황

– 한반도 진앙과 단층

1a. 국내의 지진발생 현황

우리나라의 지진발생 현황 및 내진•면진•제진 설계

From AD 2 to 1904

피해 구분

발생회수

≥ MMI V

389

≥ MMI VI

168

기록된 피해

45

1a. 국내의 지진발생 현황

– 세기 별 지진발생 현황

1a. 국내의 지진발생 현황

우리나라의 지진발생 현황 및 내진•면진•제진 설계

124 126 128 130 132 32 34 36 38 40 42 44 0 100 km M= 6.2 M= 5.7 M= 5.2 M= 4.7 M= 4.2 124 126 128 130 132 32 34 36 38 40 42 44 0 100 km 1913- 1999 M= 6.0 M= 5.0 M= 4.0 M= 3.0 M= 2.0

From 1913 to 1999

From AD 2 to 1904

From 1978 to 2016

1a. 국내의 지진발생 현황

– 역사 지진

우리나라의 지진발생 현황 및 내진•면진•제진 설계

<三國史記>

서기 27년 11월

땅이 흔들렸고 집들이 기울어지고

무너졌다.

<高麗史>

서기1036년 7월 23일

땅이 흔들렸고 이로 인해 개성, 경주 등의 목조

가옥들이 무너졌다.

경주에서는 흔들림이 3일간 계속되었다.

우리나라의 지진발생 현황 및 내진•면진•제진 설계

우리나라의 지진발생 현황 및 내진•면진•제진 설계

전국 유감지진 기록

- 1518년 7월 서울에서 발생한 지진

- 1681년 6월 양양에서 발생한 지진

최대 피해 기록

- 증보문헌비고

- 신라 혜공왕 3년(AD 779) 경주

- 민가가 부서지고 100여명이 사망하였다고 기록

증보문헌비고에 기록된

지진발생 관련 자료

1a. 국내의 지진발생 현황

– 역사 지진

우리나라의 지진발생 현황 및 내진•면진•제진 설계

1a. 국내의 지진발생 현황

– 역사 지진

불국사 석가탑

석가탑 중수기 중 일부

(출처 : 지헌철)



2차 중수 : 1038년 (고려 정종 4년) - 석가탑과 경내 다리(백운교 또는 청운교)



1차 중수 : 1024년 (고려 현종 15년) - 석가탑과 담장 일부

우리나라의 지진발생 현황 및 내진•면진•제진 설계

1a. 국내의 지진발생 현황

– 역사 지진

정종 병자 2년(1036)

무진일에 상주(尙州), 광주(廣州), 안변부(安邊府) 관내 주,현들에서 지진으로 말미암아 수다한

가옥들이 훼손되었고 동경에서는 3일을 지나서야 지진이 멎었다.

동경 판내 주,현들과 금주(金州), 밀성(密城)등지에 지진이 있었는데 마치 우뢰소리와도 같았다.



1차 중수 : 1024년 (고려 현종 15년)

지동에 의해 석가탑과 담장 일부가 붕괴



2차 중수 : 1038년(고려 정종 4년), 석가탑 보수 중에 지동에 의해

붕괴되고, 불국사 경내 다리 (청운교, 백운교 중 하나)도

이때 붕괴되었으나 재정 고갈로 국가 지원으로 보수

현종 계축 4년(1013)

임오일에 경주에 지진이 있었다.

계미일에 다음과 같은 교서를 내렸다.

“내가 변변치 못한 사람으로 외람되게 임금의 자리에 앉은 이래 허물이 쌓이고 쌓여 재변이 계

속되고 있다. 재앙이란 허투루 생기는 것이 아니므로 이렇게 우려하는 바이니 해당 관리들로

하여금 재변을 방지할 대책을 강구하여 보고하도록 할 것이다.”

고려사 / 정인지 외 : 북한사회과학원 역주.

(출처 : 지헌철)

우리나라의 지진발생 현황 및 내진•면진•제진 설계

1a. 국내의 지진발생 현황

– 역사 지진

추암해수욕장 (강원도 동해시)

우리나라의 지진발생 현황 및 내진•면진•제진 설계

1a. 국내의 지진발생 현황

– 역사 지진

1681年 6月 26日 조선왕조실록

강원도에 지진이 일어나 우레와 같은 소리가 났으며, 담과 벽은 무너지고 지붕의 기왓장이

나부끼어 떨어지고 양양에서는 바닷물이 흔들려서 물이 끊는 소리와 같았다.

설악산 신흥사와 계조암의 큰 바위가 다같이 무너져 떨어졌고, 삼척부 서쪽에 있는 두타산의 층을

이룬 바위는 예로부터 이를 움직이면 모두 부서진다고 하였는데 이도 역시 무너졌다. 삼척의

동쪽에 있던 능파대(현재의 추암해수욕장)의 바닷물 속에 있던 10여장이나 되는 돌의 가운데

부분이 부러졌다. 바닷물이 물러간 상태에서 평상시에 만수가 되던 곳이 100 여보나 혹은 50내지

60보나 노출되었다.

평창, 정선 두 곳에서도 산악이 번쩍 들려져 움직였고 암석이 추락되는 변이 일어났다.

그 후, 강릉, 양양, 삼척, 울진, 평해, 정선 등의 읍에서 10여 차례나 땅이 움직였고, 이때에는

8도(전국)에 모두 지진이 일어났다.

우리나라의 지진발생 현황 및 내진•면진•제진 설계

1a. 국내의 지진발생 현황

– 역사 지진

조선시대(1392~1910년 : 조선왕조실록) 역사기록으로 추정한 지진분류

※항목 분류※

지진을 감지한 고을수가 7개 – A 급

감지한 고을수가 4~6개 – B 급

감지한 고을수가 3개 이하 – C 급

인명·물적 피해가 보고된 지진 – a 급

문과 창이 심하게 흔들린 지진 – b 급

그 외의 지진 – c 급

항목분류 A B C 계(%) a 3 1 4(1) b 1 1 11 13(3) c 37 50 337 424(96) 계(%) 41(9.3) 51(11.6) 349(79.1) 441(100) 단계 1단계 2단계 3단계 4단계 계 년도(년) 1392~1535 1536~1665 1666~1765 1766~1863 기간(년) 144 130 100 98 472 총지진 발생횟수(회) 203 44 189 5 441 연평균 발생횟수(회) 1.41 0.34 1.9 0.05 0.93 비율(%) 46 10 43 1 100

조선시대 지진발생 빈도에 의한 시기 구분

우리나라의 지진발생 현황 및 내진•면진•제진 설계

1a. 국내의 지진발생 현황

– 역사 지진

행정구역별 조선시대 지진발생 (1392~1863년)

조선시대 1단계와 3단계 행정구역별 지진발생 빈도

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 제주 전남 전북 경남 경북 충남 충북 서울 경기 강원 황해 평남 평북 함남 함북 회 1단계 3단계

지진 발생분포도

1단계 시기 중 1491~1510년 3단계 시기 중 1711~1730년 5단계 시기 중 ? 1978~1999년

우리나라의 지진발생 현황 및 내진•면진•제진 설계

1a. 국내의 지진발생 현황

– 우리나라의 지진피해 사례 (1936년 이후)

지진명 규모 인명피해(명) 재산피해 계 사망 부상 실종 쌍계사지진 (1936.7.4) 5.1 4 0 4 0 - 건물 피해 : 113동(전파 3, 반파 10, 부분손싱 100동), 산사태 및 도로붕괴 - 문화재 피해 : 쌍계사 건물 등 문화재 파손 니이가타 지진해일 (1964.6.16) 7.5 0 0 0 0 - 재산 피해 : 없음 - 지진해일 : 부산 32cm, 울산 39cm ※ 일본 : 473명 사상자 발생, 가옥 및 선박피해 발생 속리산지진 (1978.9.16) 5.2 0 0 0 0 - 재산피해 : 없음 / 건물 및 창문이 심하게 흔들림 홍성지진 (1978.10.7) 5.0 2 0 2 0 - 재산 피해 : 3억1백만원 - 건물 피해 : 홍성군청을 중심으로 건물파손 118동, 건물균열 1,000여동 - 성곽 붕괴 : 사적 231호 홍주 성곽 붕괴 90m - 도로 파손 : 홍성읍 오관리 한전출장소 앞 포장도로 (8m폭) 약 20m가 너비 1cm가량 균열 - 유리창 파손 : 홍성군청 등 12개 공공기관의 유리창 500여장 - 기타 : 일시 정전, 전화불통 동해 중부 지진에 의한 지진해일 (1983.5.26) 7.7 5 1 2 2 - 재산 피해 : 3억7천여만원(원덕항 2억4천3백만원, 삼척항 9천3백만원, 울릉도 2천1백만원, 울진 6백만원) - 건물 피해 : 44동(전파 1동, 소파 22동, 침수 21동) - 선박 피해 : 81척(전파 47척, 반파 34척) 등 북해도 남서외해 지진에 의한 지진해일 (1993.7.12) 7.8 0 0 0 0 - 재산 피해 : 3억9천만원 - 건물 피해 : 없음 - 선박 피해 : 35척 - 기타 피해 : 어망 3,000여통 영월지진 (1996.12.13) 4.5 0 0 0 0 - 재산 피해 : 없음 ※ 진앙이 내륙이고 진원의 깊이가 낮아 지진의 감지변위가 넓음, 건물이 심하게 흔들림, 2층 건물, 지하보일러실 내벽 등 10여 곳에 균열 울진 앞바다지진 (2004.5.29) 5.2 0 0 0 0 - 재산 피해 : 없음 후쿠오카지진 (2005.3.20) 7.0 0 0 0 0 - 부산에서 엘리베이터가 일시 가동 중지 - 부산항 하역작업 30분간 중단 오대산지진 (2007.1.20) 4.8 0 0 0 0 - 건물 피해 : 일부 노후 조적조 건물의 벽체에 균열 발생

우리나라의 지진발생 현황 및 내진•면진•제진 설계

1a. 국내의 지진발생 현황

– 쌍계사 지진



발생시간 : 1936. 7. 4



진앙 : 지리산 일원 (35.2°N, 127.7°E)



규모 : 5.1



하동군 화개면 (쌍계사에 피해 집중, 5층 석탑의 탑두 추락)



부상 : 4명



건물 피해 : 113동

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1a. 국내의 지진발생 현황

– 속리산 지진



발생시간 : 1978. 9. 16



진앙 : 충북 속리산 부근 (36.6°N, 127.9°E)



규모 : 5.2



우리나라 전역에서 고른 진동을 느낌

서울 : 일부 아파트와 대부분의 창문이 흔들려

잠에서 깬 사람이 많았음

대구 : 문짝과 집기가 흔들림. 잠에서 깬 사람

이 많았음(우르릉 꽝하는 굉음)

대전 : 집이 흔들리고 잠자던 주민이 깸

제천 : 그릇의 물이 출렁거림

여수 : 유리창이 흔들림

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1a. 국내의 지진발생 현황

– 쌍계사 지진



발생시간 : 1978. 10. 7



진앙 : 충남 홍성군 (36.6°N, 126.70°E)



규모 : 5.0



부상 2명, 재산피해 3억1백만원



건물 피해 : 홍성군청을 중심으로

건물파손 100여동, 건물균열 1000여동

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1a. 국내의 지진발생 현황

– 동해 중부지진에 의한 지진해일



발생시간 : 1983. 5. 26



진앙 : 일본 혼슈 아키다현 서쪽 근해 (40.4°N, 139.1°E)



규모 : 7.7



인명 피해 : 사망 1명, 실종 2명



재산 피해 : 3억7천여만원 (원덕항 2억4천3백만원, 삼척항 9천3백만원,

울릉도 2천1백만원, 울진 6백만원)



건물 피해 : 44동 (전파 1동, 소파 22동, 침수 21동)



선박 피해 : 81척 (전파 47척, 반파 34척) 등

내륙으로 이동된 선박과 가옥피해

가옥의 침수

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1a. 국내의 지진발생 현황

– 동해 중부지진에 의한 지진해일

침수상태의 임원항

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1a. 국내의 지진발생 현황

– 동해 중부지진에 의한 지진해일

유류 탱크의 이동

임원천을 역류하는 바닷물

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1a. 국내의 지진발생 현황

– 북해도 남서외해 지진에 의한 지진해일



발생 시간 : 1993. 7. 12



진앙 : 일본 북해도 오쿠시리섬 북서해역 (42.8°N, 139.2°E)



규모 : 7.8



재산 피해 : 3억9천만원



선박 피해 : 35척



기타 피해 : 어망 3,000여통

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우리나라의 지진발생 현황 및 내진•면진•제진 설계

1a. 국내의 지진발생 현황

– 중국 및 일본에서 발생한 지진으로 인한 국내 지진해일 피해



1548. 9. 13과 1597. 10. 6 발해만 지진(규모 7.0)



1668. 7. 25 산둥반도 남쪽 담성 지진(규모 8.5)



1679. 9. 2 허베이지방 지진(규모 8.0) : 평안도 철산에 지진해일 발생



1969. 7. 18 발해만 지진(규모 7.4)



1975. 2. 4 해성지진(규모 7.3)



1940. 8. 2 북해도 외해 지진(규모 7.5)

- 해일높이 : 약 2m 정도

- 피해지역 : 삼척, 울진, 울릉도 등 동해안 지역

- 피해상황 : 가옥피해 56동, 어선피해 6척



1964. 6. 16 04:02 니이가타 지진해일(규모 7.5)

- 해일높이 : 부산 32㎝, 울산 39㎝

- 피해지역 : 없음

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1a. 국내의 지진발생 현황

– 영월 지진



발생시간 : 1996. 12. 13



진앙 : 강원도 영월군 동쪽 20km (37.2°N, 128.8°E)



규모 : 4.5



건물 피해 : 영월군과 정선군 일대 10여개 구조물에서 균열 발생

영월 : 창문과 장롱이 심하게 흔들리고 선반에

놓인 그릇이 떨어져 아기를 안고 집 밖

으로 피신함.

정선 : 신동읍사무소 2층에 근무중이던 직원

모두가 놀라 황급히 밖으로 뛰쳐나갔으

며, 2층 건물, 지하보일러실 내벽 등 10

여 곳에 균열이 생기고 건물 외벽 타일

일부가 떨어져 나가는 피해와 예미리

일부 가옥에서는 담장이 무너지는 피해

가 있었음.

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1a. 국내의 지진발생 현황

– 울진 앞바다 지진



발생시간 : 2004. 5. 29



진앙 : 경북 울진 동쪽 약 80km 해역 (36.8°N, 130.2°E)



규모 : 5.2



피해 상황 : 울진지역에서 건물이 심하게 흔들림

울진 : 건물이 심하게 흔들림, 거의 모든 사람이 진동을

느끼고 대피한 곳이 있음.

삼척, 태백, 포항 : 건물이 흔들림(5층 아파트, 낮은 주택),

사람이 진동을 느껴 울렁거림

안동 : 건물과 바닥이 심하게 흔들림

대구, 의성 : 건물과 창문, 집기가 흔들림, 액자가 떨어짐,

서 있는 사람이 진동을 느낌

강릉 : 건물이 흔들림(아파트, 낮은 주택), 침대 등 가구

흔들림, 그릇 속의 물이 흔들림, 많은 사람이 진동

을 느끼고 고층건물에서는 어지러움을 느낌.

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1a. 국내의 지진발생 현황

– 오대산 지진



발생 시간 : 2007. 1. 20



진 앙 : 강원도 평창군 도암면 ~ 진부면 경계지역 (37.68°N, 128.59°E)



규 모 : 4.8



건물 피해 : 일부 노후 조적조 건물의 벽체에 균열 발생

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1a. 국내의 지진발생 현황

– 오대산 지진

체육관 지붕 부재 파손

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1a. 국내의 지진발생 현황

– 오대산 지진

기와 파손

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발생국가 일본 고베 (효고켄) 지진 발생일시 1995년 1월 17일 05시 46분 진앙 아와지 섬 부근 (34.6°N, 135.0°E) 진원깊이 17.6Km 규모 M7.2 피해 사망 6,434명(실종자 3명), 부상 43,792명 발생원인 약 50km의 야지마 활단층이 움직여 발생 추정 교훈 - 지진에 대한 충분한 대응과 훈련이 부족한 _{상태에서 큰 재난 피해를 입었다.} [ 한신 고가도로 붕괴 ] [ 도심지 건물 붕괴 ]

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1b. 해외 지진피해 사례 – 일본 고베 지진

1b. 해외 지진피해 사례 – 타이완 지지 지진

발생국가 타이완 지지 발생일시 1999년 9월 21일 01시 47분 진앙 지지 인근 (23.7°N, 121.09°E) 진원깊이 약 7Km 규모 M7.3 피해 사망 2,415명, 부상 11,305명 발생원인 유라시안 판 위로 필리핀해 판이 올라가면서 압축 에너지를 _{형성하고 그 에너지를 해소하면서 지진 발생} 교훈 - 대규모의 지진재해에 대처하기 위한 인력 및 조직, 관과 민의 재난시 표준행동절차가 제대로 갖추어지지 못했음. - 초기에 피해확산 방지노력이 어려웠고, 비능률적인 수습이 이루어졌음.

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1b. 해외 지진피해 사례 – 강원도 오대산 지진

발생국가 우리나라 강원도 오대산 발생일시 2007년 1월 20일 20시 57분경 진앙 오대산 인근 (37.67°N, 128.58°E) 진원깊이 약 10Km 규모 M4.8 피해 사망, 부상 0명 / _{벽체균열, 유리창 파손, 기와 낙하 등 경미한 피해} 발생원인 북진하는 인도판과 남동방향으로 움직이는 유라시안 판의 충돌에 의한 영향과 태평양판과 필리핀 판이 유라시아판과 마주치면서 지속적으로 에너지가 축적되어 스트레스를 이기지 못하는 약한 부분에서 지진 발생 교훈 - _않았어도 노후 정도가 심하거나 _{보수나 보강이 필요한 건축물}시공시 결함으로 지진이 발생하지 _{이 대부분}

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1b. 해외 지진피해 사례 – 중국 쓰촨(성) 원촨 지진

발생국가 중국 쓰촨 원촨 발생일시 2008년 5월 12일 14시 28분 진앙 원촨현 인근 (31.11°N, 103.33°E) 진원깊이 약 10Km 규모 M8.0 인명피해 사망 69,180명, 부상 374,176명 발생원인 판내부 단층지진으로 유라시아판과 인도판의 충돌로 발생 교훈 - 학교건물을 포함한 중저층 건물의 붕괴로 대규모 인명피해 발생. - 대규모 산사태로 도로통행 차단으로 피해정보 파악 및 외부 에서의 지원에 막대한 어려움 발생. - 언색호 및 홍수기 지진으로 인한 복합재해 등 문제점 발생.

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1b. 해외 지진피해 사례 – 이탈리아 라퀼라 지진

발생국가 이탈리아 라퀼라 지진 발생일시 2009년 4월 6일 03시 32분 진앙 아브라초 지역 (42.40°N, 13.32°E) 진원깊이 약 10Km 규모 M6.2 피해 사망 308명, 부상 1,500명 / 건물 1만여동, 조적식 _{유적건물 피해집중, 사회기반시설 피해} 발생원인 아프리카판이 유라시아판을 밀어 올리는 형세를 띠고 있는 아펜니노산맥 아래 남북으로 가로지르는 16km의 단층에서 지진 발생 교훈 - 중규모 지진임에도 불구하고 - 지진구역 설정의 중요성 부각 (지진 2구역으로 설정) 심각한 피해 발생. - 비보강 조적조의 역사적인 건축물의 피해가 심각함.

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1b. 해외 지진피해 사례 – 아이티 포르토프랭스 지진

발생국가 아이티 포르토프랭스 지진 발생일시 2010년 1월 12일 04시 53분 진앙 수도 포르토프랭스 남서쪽 15km 지역 (18.45°N, 72.45°W) 진원깊이 약 10Km 규모 M7.0 피해 사망 346,000명, 부상 300,000명 / 추정피해자 _{300만명(적십자), 고아 100만명 발생 추산} 발생원인 카리브판과 북아메카판의 상대적 수평이동으로 축적된 _{에너지 발산으로 지진 발생 (매년 2cm 정도 상대적 이동)} 교훈 - 내진설계를 통한 1차 피해 방지가 필요함. - 신속 정확한 지진정보 전달로 2차 피해를 줄여야 함. - 국가지진조기경보시스템 구축이 필요함.

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1b. 해외 지진피해 사례 – 칠레 산티아고 지진

발생국가 칠레 산티아고 지진 발생일시 2010년 2월 27일 03시 34분 진앙 수도 산티아고 남서쪽 325km 해역 진원깊이 약 35Km 규모 M8.8 피해 사망 723명 / 교도소 붕괴로 재소자 2백여명 탈주 발생원인 태평양판과 남미판 사이에 끼인 나즈카판이 남미판 아래로 _{섭입되면서 역단층 형태의 대규모 지진발생} 교훈 - 자연재해에 대한 대비와 훈련이 충분하였음. - 학교 및 가정에서 지진대응훈련의 생활화와 전국 지역 단위의 조직화 및 세계 최고 수준의 지진전문가. - 안전시스템의 구축 및 훈련이 중요하다는 것은 아이티와 칠레지진의 피해상황이 주는 교훈.

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1b. 해외 지진피해 사례 – 뉴질랜드 크라이스트 처치 지진

발생국가 뉴질랜드 크라이스트 처치 지진 발생일시 2011년 2월 22일 12시 51분 진앙 크라이스트 처치 남동쪽 10km 부근 (43.6°S, 172.7°E) 진원깊이 약 4Km 규모 M6.3 피해 사망 169명 실종 200명 이상 발생원인 태평양판과 호주판의 상호작용 교훈 - 4km 천발지진으로 시설피해 가중(진도VIII) - 낮 시간대 도심지 인근에서 발생하여 인명피해 가중 - 과거 수차례 발생 지진에 의한 건물 피로도 증가로 시설물 대량 붕괴. ‘10.9.4 M7.0지진 발생(부상 2명) - 강력하고 신속한 통제로 민심안정, 불안감 해소, 질서유지 - 노후 목조, 조적조 및 중저층 RC 건축물에서 피해발생, 내진성능 평가, 유지 보수 및 보강 적용 필요

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1b. 해외 지진피해 사례 – 일본 동북지방 태평양 연안 지진

발생국가 일본 동북지방 태평양 연안 지진 발생일시 2011년 3월 11일 14시 46분 진앙 센다이 동쪽 179km 부근 (38.1°N, 142.9°E, 산리크 해역) 진원깊이 약 24Km 규모 M9.0 피해 사망 15,178명 실종 8,802명 부상 5,334명 발생원인 북미판이 태평양판에 끌려 침하하여 변형에너지가 누적된 _{후, 한계에 달해 원래 형태로 튕기면서 지진 발생} 교훈 - 인명 및 재산피해에서 인도네시아 지진에 비하여 미비 - 내진대책 및 피해 최소화 계획에 대해 다시 생각 - 지진과 해일을 동반한 경우 원전시설의 대책 미흡 - 장주기 지진에 대한 대책 미흡 - 대규모 지진에 대한 피난시설 및 구호물자의 부족

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1b. 해외 지진피해 사례 – 네팔 카트만두 지진

발생국가 네팔 카트만두 지진 발생일시 2015년 4월 25일 11시 56분 진앙 수도 카트만두 서쪽 80km (38.1°N, 142.9°E) 진원깊이 약 15Km 규모 M7.8 피해 사망 9,541명 부상 17,838명 발생원인 인도판과 유라시아판의 충돌 교훈 - 규모7.8의 강력한 내륙지진 - 진원의 깊이가 얕아 지표면 진동이 극심해 피해 가중 - 수도 카트만두 등 인구 밀집지역에 지진 발생해 피해 가중 - 지진에 취약한 노후건물 및 비보강 조적조 건물이 밀집하여 피해 가중 - 카트만두 계곡의 유네스코 세계유산이 파괴 - 에베레스트 눈사태로 추가 피해 발생

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1b. 해외 지진피해 사례 – 일본 구마모토 지진

발생국가 일본 구마모토 지진 발생일시 2016년 4월 16일 13시 25분 진앙 구마모토 동쪽 9km 지점 (32.8°N, 130.8°E) 진원깊이 약 12Km 규모 M7.3 피해 사망 49명 부상 1,496명 (2016-04-28 현재) _{전파 2,111동 반파 2,414동} 발생원인 유라시아판 내부 후타가와 단층과 히나구 단층 충돌로 지진발생 교훈 - 고베 지진에 비해 여진 횟수 및 강도면에서 더 위력적이지만 인명피해가 적은 것은 고베 지진 이후 내진설계 강화 등의 노력 - 고베 지진 이후 ‘건축물의 내진개수 촉진에 관한 법률’을 제정 후 한 도시당 내진대책을 확보한 가옥수를 70%로 강화 - 사고 대응에 신속 : 3.7초 만에 속보, 1시간30분 만에 비상재해 대책본부를 총리관저에 설치

우리나라의 지진발생 현황 및 내진•면진•제진 설계

2. 경주 지진 현황

발생시간 : 2016년 9월 12일 20:32:54(KST)

발생위치 : 경북 경주시 남남서쪽 8km 지역 (35.76°N, 129.18°E)

규모 : M

_L

5.8

진원 : 12-15km 하부

피해 : 부상; 23명, 이재민; 54세대/111명,

재산피해; 110억2천만원

(사유시설 4,297백만원, 공공시설 6,723백만원)

❖

_{진도 : 최대 Ⅵ(경주, 대구), Ⅴ(부산, 울산, 창원)}

< 진도계급 >

✔

진도 Ⅵ : 많은 사람들이 놀라서 밖으로 나가거나

무거운 가구가 움직이기도 함

✔

진도 Ⅴ : 거의 모든 사람들이 지진동을 느끼며

그릇이나 물건이 깨지기도 함

✔

진도 Ⅳ : 건물 실내에 서 있는 많은 사람들이 느낌

✔

진도 Ⅲ : 건물 실내에서 현저히 느끼며, 건물 위층에

있는 소수의 사람만이 느낌

ML5.2(19:44) ML5.8(20:32)

우리나라의 지진발생 현황 및 내진•면진•제진 설계

정단층

역단층

수평단층

지진해일

- 쓰나미(tsunami)로도 불리며

지진에 의해 생기는 해일

- 지진해일이 해안에 도착 시

반복적으로 바닷물이 빠져나가며,

다음 해일이 밀려옴

- 규모 6.3이상, 진원 70km 이하

역단층 운동에 의한 지진일 경우,

발생 가능성이 큼

2. 경주 지진 현황

우리나라의 지진발생 현황 및 내진•면진•제진 설계

2. 경주 지진 현황

<2017.08.26 현재 여진발생 총 633회>

1. 경주 지진 현황

3. 경주 지진파의 특성 – 진앙지 주변 DKJ, USN, MKL관측소 지진기록

3. 경주 지진파의 특성 – 진앙지 주변 DKJ, USN, MKL관측소 지진기록

관측소별(DKJ, USN, MKL) 가속도 시간이력 (a) 20sample(raw)

- 20sample은 원본파 그대로 사용

- 100sample 지진파는 0~20Hz까지 고속퓨리에 변환 수행하여 필터링

3. 경주 지진파의 특성 – 진앙지 주변 DKJ, USN, MKL관측소 지진기록

관측소별(DKJ, USN, MKL) 가속도 시간이력 (b) 100sample(filtered)

- 20sample은 원본파 그대로 사용

- 100sample 지진파는 0~20Hz까지 고속퓨리에 변환 수행하여 필터링

(a) acceleration response spectrum

관측소별(DKJ, USN, MKL) 응답스펙트럼 (100sample(filtered))

- USN은 수평성분 전체 작성

- MKL과 DKJ는 수평성분 중에 큰 가속도값을 나타내는 성분만 작성

- 지반조건 : USN은 Sc지반, MKL과 DKJ는 Sb지반

3. 경주 지진파의 특성 – 진앙지 주변 DKJ, USN, MKL관측소 지진기록

우리나라의 지진발생 현황 및 내진•면진•제진 설계

3. 경주 지진파의 특성 – 진앙지 주변 DKJ, USN, MKL관측소 지진기록

(b) normalized acceleration response spectrum

(c) velocity response spectrum

(d) displacement response spectrum

(e) energy equivalent velocity response spectrum

관측소별(DKJ, USN, MKL) 응답스펙트럼 (100sample(filtered))