1) Gyeonggi disaster Management Institute
서울지역 주요 문화재 하부 지반에 대한 일차원 지진응답해석
One Dimensional Seismic Response Analysis on Sub-ground of Architectural Heritage in Seoul, Korea
전 성 곤1)･ 김 덕 문2)･ 권 영 철†
Seongkon Jeon ･ Dukmoon Kim ･ Youngcheul Kwon
Received: June 11
th, 2014; Revised: June 17
th, 2014; Accepted: July 22
nd, 2014
ABSTRACT : Under the situation that the seismic vulnerability are a worsening problem in many world's megacities, the disaster preparedness including earthquake hazards is a matter of primary concern in the capital city of Korea, Seoul. Especially, because it is hard to move or dismantle the architectural heritages, the mitigation of earthquake damages is potentially more difficult than other structures. Moreover, in order to decide the proper preparedness plan against future earthquakes, it is very important to understand how soils pass the seismic waves to architectural heritages. In this paper, therefore, the ground condition and depth of bedrock was investigated by the MASW-method at heritages located in Seoul. Then one-dimensional seismic response analysis was conducted based on the distribution of shear wave velocity. As the major result of analyses, peak acceleration, site amplification factor and natural period are proposed in each site for recurrence period.
Keywords : Architectural heritage, Seismic hazard, Surface wave investigation, Seismic response analysis
요 지 : 대도시 인근의 지진 취약성이 지적되고 있는 가운데 서울에서도 지진의 발생 가능성에 대한 인식이 늘고 있다. 특히 건축 문화재의 경우에는 이설이나 해체가 어려워 지진에 대한 대비가 다른 구조물에 비해 어렵다. 더욱이 지진 발생 시에 지반이 어떠한 증폭된 지진파를 주요 문화재에 전파하게 되는지를 알아보는 일은 매우 중요하다. 이러한 배경으로 본 연구에서는 서울 시내에 위치한 15개소의 문화재 지반에 대한 표면파 탐사를 통한 현장조사를 실시하여 지반 분포 및 기반암의 위치를 파악하였다. 현장조 사 결과를 바탕으로 전단파 속도 분포를 위주로 입력데이터를 설정하고 일차원 지진응답해석을 실시하여 붕괴방지수준을 기준으로 지진재현주기에 따른 최고 지표가속도와 지반증폭비, 지반의 고유주기 등을 파악하였다.
주요어 : 건축문화재, 지진위험, 표면파 탐사, 지진응답해석 Journal of the Korean Geo-Environmental Society 15(9): 29～36. (September, 2014) http://www.kges.or.kr
ISSN 1598-0820 DOI http://dx.doi.org/10.14481/jkges.2014.15.9.29
1. 서 론
최근 쓰촨성 대지진(2008), 이탈리아 라퀼라 지진(2009), 아이티 지진(2010) 등 규모 6.0 이상의 대지진과 미국의 허 리케인 카트리나(2005)와 샌디(2012), 태국 방콕(2011) 등 기상이변으로 인한 집중호우로 홍수 등의 재해가 전 세계적 인 이슈가 되고 있다. 중국의 쓰촨성 대지진으로 인한 사망 자가 약 7만여 명, 중상자 37만여 명, 실종자 약 1만 8천여 명, 경제적 피해가 약 1,500억 위안에 달하며, 쓰촨성 일대 의 경제산업 전반에 걸쳐 부정적인 영향을 끼쳤다. 또한 지 진으로 유발된 산사태로 인하여 철도 및 국도 등 사회 기반 시설의 붕괴로 전력 공급 및 교통이 마비되어 아비규환의 도시가 되었다.
외부 환경에 노출되어 있는 문화재 특성상 지진에 의한
피해에 매우 취약하며 이를 고려하여 재해 예방을 위한 보 존관리 기술개발의 필요성이 있다.
실제로 세계 각국에서 발생하는 화재나 자연적, 사회적 재난에 의해 건축문화유산이 일부 혹은 전부 파괴되는 사례 가 끊임없이 보고되고 있다(Masionneuve, 1999; Neumann, 2010). 우리나라에서도 상황은 다르지 않으나 홍수, 화재, 지진 등으로부터 건축문화유산을 보호해야 한다는 인식이 확산되고 있다. 우리 정부와 관련 단체에서는 우리 겨레 역 사의 중요한 자산이자 동시에 인류문화의 자산으로서 안전 하게 보존하여 후손들에게 전달하고자 하는 노력을 기울이 고 있다.
특히 한반도에서는 최근 지진의 발생 횟수가 증가하고 있다는 점에서 지진이라고 하는 파괴적인 재난이 발생하였 을 경우 우리의 문화유산을 안전하게 보호할 수 있도록 보
다 체계적이고 종합적인 접근이 필요하며, 이에 대한 중장 기적 연구를 통하여 재해 및 재난으로부터 보다 안전하게 문화재를 보존･보호하기 위한 기반을 확립하여야 한다.
태풍, 홍수, 호우, 지진 등 자연재해로부터 건축문화유산 을 보호하기 위해서는 좀 더 과학적이고 공학적인 방법의 체계적 접근이 필요하며, 일반구조물과는 다른 재해예방 안 전관리 대책이 필요하다(Amina & Benouar, 2010)
본 논문은 건축문화유산의 재해예방 안전관리 연구를 위 한 기초연구로, 특히 지진 하중에 노출되는 건축문화재의 재난피해저감 계획수립을 위하여 내진 설계기준을 도입하 여 각 문화재 원위치 지반의 성층구조를 파악하고 지진응답 특성을 평가하는 것을 목표로 하고 있다.
2. 1차원 지진응답해석
2.1 지진응답해석의 개요
지반의 지진응답해석은 공학 분야의 해석이나 계산 중 가장 어려운 분야 중의 하나이다. 해석이 어려운 이유는 대 상이 되는 지반의 구성을 완전히 파악하기 어렵다는 점이 가장 큰 영향을 미치고 특히 지반재료의 응력-변형률 관계 를 정확하게 모델링하는 것이 거의 불가능하다는 점에 원인 이 있으며 기본적으로 문제를 수학의 영역으로 처리할 수 없다.
Fig. 1에 나타낸 바와 같이 지진에 대한 특정 지반의 반 응, 즉 응답을 계산하는 것이 지진응답해석이다. 지반의 진 동 형태를 파악하여 해당 지반 위에 설치된 구조물의 안정 판단이나 성능 목표를 결정하는 것은 방재측면에서 매우 중 요한 일이다.
2.2 지진응답해석의 흐름
지진응답해석을 위해서 가장 먼저 진행되어야 할 일은 원위치의 상태를 파악하는 것이다. 이는 지층 구조 등 기하 학적인 조건, 원위치 지반재료의 특성을 파악하는 것을 의 미한다. 다음 단계로는 원위치의 재료적인 특성을 파악하 는 것은 재료의 역학적 특성을 파악하는 것이다. 이미 앞서 서 구한 것도 있지만 비선형특성, 액상화 특성 등 원위치에 서는 계측이 어려운 역학적 특성도 다수 존재한다. 이러한 구체적인 역학적 특성을 파악하기 위해서는 불교란 시료를 채취하여 실내시험을 실시하는 것이 일반적인 과정이다. 세 번째 단계는 해석용 지반으로 모델화하여 정리하는 것이 다. 이 단계 이전에 파악된 특성을 해석에 반영하기 위해서 는 단순화하거나 해석에 영향을 미치지 않는 요인을 제거 한다. 또한 응력-변형률 관계를 정의하는데 필요한 계수를 결정하는 것도 이 항목에서 수행한다. 네 번째 단계에서는 지진응답해석 코드를 선택하게 된다. 현재 지진응답해석을 위한 코드는 전 세계적으로 다양하게 개발되어 있으며 직접 코딩하여 사용하기도 한다. 본 연구에서는 상용 해석코드인 SHAKE를 사용하여 지진응답해석을 수행하였다.
2.3 내진성능 목표 설정
일반적으로 시설물은 기능수행수준(OLE, Operation Level Earthquake)과 붕괴방지수준(CLE, Collapse Level Earthquake) 의 두 가지 내진성능 수준을 만족하도록 설계한다.
기능수행수준은 지진 시 구조물이나 시설물에 발생한 변 형이나 손상은 그 구조물이나 시설물의 기능을 차질 없이 수행할 수 있는 범위 내로 제한되는 성능 수준을 말한다.
또한 붕괴방지수준은 지진 시 구조물이나 시설물에 상당한
Table 1. Seismic performances criteria Design EQ.
recurrence period (yrs)
Operation level
OLE CLE
50 Level II
100 Level I
200 SRL
500 Level II
1,000 Level I
2,400 SRL
Fig. 2. Incident seismic waves for response analysis
변형이나 손상은 허용 하지만, 구조물이나 시설물이 붕괴되어 대규모 피해가 초래되는 것을 방지될 수 있는 성능수 준을 말하며 Table 1과 같이 재현주기와 목표성능에 따라 관리되고 있다. 각 성능수준의 구체적인 정의는 해당 시설 물에서 규정하고 있다. 그러나 문화재에 대해서는 특정 내 진성능 목표수준이 결정되어 있지 않고 있으며, 따라서 본 연구에서는 문화재의 중요성을 감안하여 붕괴방지수준을 기준으로 1등급과 특등급을 기준으로 1,000년 재현주기와 2,400년 재현주기를 설계 외력으로 설정하여 지진응답해석 을 실시하였다.
2.4 입력지진파
구조물의 내진성능 파악을 위해서는 설계 외력으로서 설 계 지진동이 설정되어야 하며 구조물의 응답특성이 설계응 답가속도를 넘지 않는지를 검토하여야 한다. 입력지진파는 지반가속도 또는 속도나 변위의 시간이력으로 정의되며, 통 상 지반가속도의 시간이력으로 표현되어 입력된다. 추후 구 조물에 작용하게 될 지진동의 특성과 크기를 파악하기 어려 우므로 기존 관측데이터를 사용하여 설계 지진동을 선정하 고 최대 가속도를 기준으로 크기를 조정하여 외력으로 최종 결정하게 된다.
현재 문화재를 대상으로 하는 경우에 검토해야 할 지진동 이 특정되어 있는 것은 아니지만, 실무적으로는 인공지진파 와 함께 장주기에 대한 검토는 Hachinohe 지진파, 단주기에 는 Ofunato 지진파를 이용하는 것이 일반적이다. 그러나 일 본 지진공학회에 의하면 지진발생 메카니즘, 지반특성 등에 따라 많은 오차를 유발할 수 있는 인공지진파보다는 과거 지진파를 공학자의 판단에 의해 도입하도록 권장하고 있다.
Fig. 2는 본 연구에서 사용된 El centro 지진파, Hachinohe 지진파, Ofunato 지진파, 백령도 지진파, 인공지진파를 나타 내고 있다. Fig. 2는 모두 최대 가속도 0.154 g으로 스케일링 된 결과를 보이고 있다.
3. 지반조사 및 설계 입력자료 선정
3.1 지반조사 개요
지반조사 및 설계 입력자료의 선정은 현장시험이나 실내 시험을 바탕으로 이루어지게 된다. 먼저 현장에서 수행되는 각종 시험을 통해 해석의 대상이 되는 지반 특성을 파악하 는 것으로 다양한 방법이 시도되고 있다. 대표적으로는 표 준관입시험, PS 검층, SASW, SPS logging 등의 방법을 통 해 하부 지반의 특성, 특히 N치나 전단파 속도 Vs 등을 파 악하여 입력자료로 사용한다.
현장시험이 실시되기 어려운 환경이나 데이터가 부재한 경우에는 시료를 실내로 옮겨와 각종 물리 및 역학시험을 실시한다. 물리실험에서는 간극비, 액성한계, 소성한계, 입 도분포 등을 계측하는 시험이 주를 이루며 역학시험에서는 대상 지반의 응력-변형률 관계 등의 역학적 특성을 파악하 게 된다. 이들 결과는 다양한 경험식 혹은 추정식 등을 통해 다른 물리 역학량으로 변환하여 해석에 사용되기도 한다.
진동삼축압축시험, 공진주시험, 비틀림 전단시험 등의 시험
Table 2. Summary of field test conditions
Remark Track length (m) Heritage sites Receiver spacing (m) Source offset
A-1 60 Kyungheegung Sungjungjun 2.0 m 10.0 m
A-2 23 Kyungheegung Hunghwamun 1.0 m 10.0 m
B 22 Former Russian legation 1.0 m 10.0 m
C 23 Bunsachang of Ministry of Arms. 1.0 m 10.0 m
D 23 Yangcheon Hyanggyo 1.0 m 10.0 m
E 23 Former Main Building Of The National Industrial Institute 1.0 m 10.0 m
F 46 Former Seoul Natl’ Univ. 2.0 m 10.0 m
G 72 Donggwanwang-myo 2.0 m 10.0 m
H 23 Samgunbu Chongmudang 1.0 m 10.0 m
I 23 Three-story stone pagoda at Nakseongdae 1.0 m 10.0 m
J 21 Hwanghakjung 1.0 m 10.0 m
K 38 Hongjimun 2.0 m 10.0 m
L 62 Jongmyo Youngryungjun 2.0 m 10.0 m
M 23 Main gate of Sajikdan 1.0 m 10.0 m
N 72 Daehan hospital 2.0 m 10.0 m
Fig. 3. Location of field investigations
법이 주로 사용되고 있다.지반의 동특성치의 측정은 모든 토목구조물 설계에 있어서 매우 중요한 정수로 쓰이게 된다. 동적 물성치 측정에 대한 방 법은 여러 가지가 있으나, 그중 시추공 없이 측정할 수 있는 방법으로 표면파 탐사기법인 SASW와 MASW(Multi-channel Analysis of Surface Wave)가 공학 분야에 도입되어 적용되 고 있다. 이 표면파 기법 중 최근에는 지표면을 더 정확하고 일관성 있게 추정하고 표현하기 위해 지층의 S파 속도를 측 정하여 2차원 분포 단면도를 작성할 수 있는 MASW 탐사 가 이용된다. 표면파 탐사의 과정은 크게 세 단계로 나뉜다.
현장시험으로 그라운드 롤(Ground roll) 자료를 획득하는 단 계, 현장에서 얻은 자료를 가지고 분산곡선(Dispersion curve), 즉 위상속도(Phase velocity) 대 주파수(Frequency)의 관계를 도식하는 단계, 최종적으로 계산된 분산곡선으로부터 반복 적 역산(Inversion) 과정을 통하여 횡파속도인 Vs 단면을 얻
는 단계, 이 단계에서 1차원(1-D)의 Vs 단면과 2차원(2-D) 의 Vs 단면을 얻을 수 있다.
본 연구에서는 표면파 탐사의 일종인 MASW를 이용하 여 전단파속도의 깊이별 분포도 및 지반분류를 시도하였으 며 그 결과를 바탕으로 일차원 지진응답해석의 입력치를 결 정하였다.
3.2 문화재 지반의 현장조사
본 연구에서 연구 대상으로 선정한 서울시 문화재 지역 15개소에서 전술한 표면파(MASW) 탐사기법을 활용하여 현장시험이 실시되었다. 현장지반조사는 경희궁, 종묘 등 서울 시내에 산재한 15개소이다. 각 현장조사의 위치는 Fig.
3에 나타내었으며, 각 시험위치에서의 시험조건은 Table 2 에 정리하였다.
표면파 탐사기법을 활용하여 조사된 각 층의 전단파 속도 를 활용하여 상부 30 m에 대한 전단파 속도 Vs를 ICC(2003) 에서 제안한 지반분류법에 입각하여 Eq. (1)을 통해 결정 한다.
(1)
여기서
는 토층의 i의 두께를 말하며 는 토층 i의 전 단파속도(m/sec)이다. 현재 국내 내진 설계기준의 지반분류 (Ministry of Construction & Transportation of Korea, 2007) 에서는 Eq. (1)에서 구한 상부 30 m에 대한 평균 지반특성(a) Site A-1 (b) Site A-2 (c) Site B (d) Site C (e) Site D
(f) Site E (g) Site F (h) Site G (i) Site H (j) Site I
(k) Site J (l) Site K (m) Site L (n) Site M (o) Site N Fig. 4. Distribution of shear wave velocity with depth
을 활용하여 경암부터 연약한 토사지반 및 부지 고유의 특 성평가가 요구되는 지반을 분류하고 있으며 이 기준이 되는 것이 상술한 전단파속도와 표준관입시험 결과를 통해 얻은 N치이다. Table 2와 Fig. 3에 제시된 15개소의 현장시험을 통해 지반의 특성을 분류하고 이를 지진응답해석의 입력치 로 사용하였다. Fig. 4는 15개 문화재 지반현장에서 얻은 현 장조사결과를 도시하고 있으며 대표적인 결과치인 층별 전 단파 속도를 위주로 도시하였다.
4. 지진응답해석 결과
지반의 지진 피해와 구조물의 지진피해의 높은 연관성은 지금까지 많은 연구를 통해 지적된 바 있으며 지진 발생 시 의 지반의 거동 예측은 각종 구조물의 내진 안전성을 검토 하는데 있어 매우 중요한 검토과제 중의 하나이다. 특히 상 부 구조물이 문화재와 같이 한번 소실되면 복구하는데 상당 한 노력이 필요하거나 복구의 의미가 없는 경우에는 지반의 지진응답특성을 파악하여 상부구조물의 영향을 판단하는
Table 3. Results of site investigation
Remark Heritage sites
Average velocity of shear waves in the top 30 m
of soil (m/sec)
Soil profile
type Input wave Analysis method
A-1 Kyungheegung Sungjungjun 772.75 S
BEl centro wave Hachinohe wave Ofunato wave Baekryeong wave
Artificial wave
Equivalent linear analysis
A-2 Kyungheegung Hunghwamun 870.28 S
BB Former Russian legation 717.90 S
CC Bunsachang of Ministry of Arms. 646.44 S
CD Yangcheon Hyanggyo 655.42 S
CE Former Main Building of the national Industrial Institute 383.27 S
CF Former Seoul Natl’ Univ. 496.75 S
CG Donggwanwang-myo 485.22 S
CH Samgunbu Chongmudang 896.44 S
BI Three-story stone pagoda at Nakseongdae 610.80 S
CJ Hwanghakjung 982.78 S
BK Hongjimun 972.31 S
BL Jongmyo Youngryungjun 679.32 S
CM Main gate of Sajikdan 629.73 S
CN Daehan hospital 688.30 S
CTable 4. Example of the seismic response analysis (Bunsachang of ministry of arms.)
Design EQ. Collapse level earthquake, SRL (recurrence period, 2,400 yrs)
Collapse level earthquake, Level I (recurrence period, 1,000 yrs)
Peak acceleration (gal)
Response spectrum
일은 매우 중요하다(Lee & Kim, 2009; Kim, 2011).
이러한 의미에서 본 연구는 접근이 쉽지 않은 문화재 지 반에 대해 표면파 탐사조사를 실시하였으며 그 결과를 전
절에 기술하였다. 흙은 비선형성이 매우 강한 재료이며 지 반이 지진에 비선형 거동을 하는 것은 이미 잘 알려진 사실 이다. 일반적으로 연약한 지반일수록 지반진동의 증폭이 크
Table 5. Results of one-dimensional seismic response analysis
Heritage sites
Collapse level earthquake, SRL (recurrence period, 2,400 yrs)
Collapse level earthquake, Level I (recurrence period, 1,000 yrs) Peak
acceleration (gal)
Site amplification
factor
Natural period (sec)
Peak acceleration
(gal)
Site amplification
factor
Natural period
(sec)
Kyungheegung Sungjungjun 0.368 1.441 0.058 0.247 1.386 0.058
Kyungheegung Hunghwamun 0.319 1.279 0.063 0.217 1.226 0.088
Former Russian legation 0.412 1.763 0.053 0.300 1.865 0.058
Bunsachang of Ministry of Arms. 0.368 1.441 0.058 0.247 1.386 0.058
Yangcheon Hyanggyo 0.274 1.063 0.182 0.191 1.062 0.184
Former Main Building of The National Industrial
Institute 0.506 2.134 0.082 0.323 1.889 0.080
Former Seoul Natl’ Univ. 0.469 1.987 0.103 0.316 1.878 0.102
Donggwanwang-myo 0.447 1.784 0.098 0.372 2.202 0.093
Samgunbu Chongmudang 0.289 1.129 0.186 0.204 1.134 0.184
Three-story stone pagoda at Nakseongdae 0.508 2.087 0.060 0.349 2.081 0.057
Hwanghakjung 0.265 1.027 0.184 0.186 1.027 0.182
Hongjimun 0.261 1.001 0.184 0.183 1.001 0.184
Jongmyo Youngryungjun 0.419 1.843 0.057 0.298 1.881 0.055
Main gate of Sajikdan 0.319 1.288 0.058 0.222 1.275 0.058
Daehan hospital 0.329 1.351 0.058 0.229 1.336 0.056
게 일어나며 지반 표층의 강성저하에 의한 피해가 심각하여 가급적 연약한 지반 위에는 구조물의 건설을 회피하는 것이 가장 바람직한 경우이지만 문화재와 같이 이설 자체가 의미 가 없는 경우에는 지반의 특성을 파악하고 향후 발생 가능 한 지진의 규모에 맞는 대책을 세우는 것이 최선의 대책이 다(Cuadra et al., 2003). 이런 의미에서 본 연구에서 실시한 해석의 결과가 향후 문화재 지반의 내진 대책수립의 기초자 료로서 매우 의미 있는 결과가 될 것이라 판단한다(Gokhale, 2004; Bruni & Gugliandolo, 2013).
또한 등가선형해석은 지금까지 실무에서 가장 활발하게 사 용되는 지진응답해석법이며 본 연구에서도 등가선형해석법 을 사용하였다. 등가선형해석을 위해서는 SHAKE나 FLUSH 등이 실무나 연구 차원에서 다양하게 활용 중에 있으며 특 히 SHAKE는 소프트웨어의 이름으로도 넓게 알려져 있지 만, SHAKE와 동일한 해석방법을 사용하였다는 의미를 포 함하는 경우도 많다. 본 연구에서도 후자의 경우와 같이 SHAKE에서 사용되고 있는 등가선형해석법을 사용하였다.
Table 4는 15개 대상 문화재 중 기기국 번사창에 대한 해 석결과를 정리한 것이다. 해석은 문화재의 중요도를 감안하 여 붕괴방지수준 특등급(재현주기 2,400년)과 1등급(재현주 기 1,000)으로 해석한 결과이다. 최대지반가속도는 해석 지 반의 성층상태에 따라 달라지기는 하지만 Fig. 4(d)에 나타 낸 전단파속도를 입력치로 하여 결정된 최대지반가속도는 표에 정리한 바와 같다. 본 해석결과는 Fig. 2에 나타낸
Hachinohe, Ofunato 지진파 등 5가지의 입력지진파를 활용 한 결과와 함께 평균값을 동시에 도시하였다.
지진파에는 다양한 주기의 파가 포함되어 있으며 지진파 를 다양한 주기의 진동의 집합으로 상정하여 주기마다의 지 진파의 강도를 분해해서 표현한 것이 푸리에 스펙트럼이다.
그러나 지진파가 구조물에 미치는 영향을 지진파의 푸리에 스펙트럼을 통해 분석하는 것이 곤란하므로 지진파가 구조 물에 어느 정도의 영향을 미치는지를 알아내기 위한 것이 응답스펙트럼이다. Table 4의 하단에 표현한 것이 기기국 번사창의 재현주기 2,400년과 1,000년의 응답스펙트럼이다.
응답스펙트럼은 구조물이 다양한 고유주기, 감쇠정수를 갖 는 1절점, 1자유도계인 경우 구조물이 특정 지진파에 노출 된 경우의 최대 응답치를 스펙트럼으로 표현한 것이다. 응 답치가 가속도인 경우에는 가속도 응답이라고 한다. Table 4 의 하단에 표현한 응답스펙트럼은 주기에 따른 응답치를 나 타낸 그림으로서 각 주기별로 탁월한 가속도 스펙트럼의 분 포를 나타내고 있다. 본 연구에서 실시한 해당 지반의 경우 에는 최대 지표면 가속도는 재현주기 2,400년에서 0.368 gal, 1,000년에서 0.247 gal을 얻을 수 있었으며 지반 증폭비는 1.441과 1.386으로 계산되었다. 지반의 고유주기는 모두 0.058 로 나타났다. 동일한 방법과 양식으로 지반의 지진응답해석 이 모두 실시되었으며 대표적인 경우인 기기국 번사창의 해 석결과만 Table 4에 정리하였다.
최종적으로 15개소의 문화재 지반에 대한 해석결과는
Table 5에 정리하였으며, 이 결과는 향후 상부 문화재 구조 물의 해석에 대한 기초자료로 활용될 수 있을 것으로 기대 한다.
5. 결 론
(1) 본 연구를 통해 문화재 지반 인근에서 표면파 탐사를 통해 지반 특성을 파악할 수 있었으며 전단파 속도를 기초로 입력치를 설정하여 일차원 지진응답해석을 성 층지반에 대해 실시하였으며 그 결과를 제시하였다.
(2) 일차원 지진응답해석을 통해 15개 문화재 지반에 대한 지진응답해석을 실시하였으며 문화재 지반의 지층 분 포에 따라 해석 결과에는 차이가 있어 일률적인 평가는 어렵지만 대체적으로 고유주기가 짧은 단주기의 경우 에는 규모가 크지 않은 대상 문화재의 특성상 붕괴 등 큰 피해가 유발될 가능성이 높을 것으로 판단된다. 본 연구를 통해 제시된 지반의 응답특성을 고려하여 지반- 구조물 해석을 통합적으로 실시하면 지반 보강 필요 여 부 및 구조물 보강 대책 등을 효과적으로 수립할 수 있 을 것으로 판단된다.
(3) 본 연구에서 제시된 결과는 문화재 지반에서 실시되는 제한된 조사결과와 이에 바탕한 해석결과를 정리하였 으나, 더욱 중요한 사항은 이러한 지반증폭특성이 상부 구조물에 미치는 영향에 대한 검토로 판단된다. 본 연 구에서는 현재 문화재에 허가된 제한된 조사 규정에 의 해 상부구조물의 지진 시 거동에 대해 검토하지는 못했 으나 추후 본 연구가 상부 문화재 구조물의 지진 시 거 동 해석에 대한 기초자료로 활용될 수 있을 것으로 기 대한다.
감사의 글
본 연구는 문화유산융복합연구 “주요지역별 건축문화재
지진 및 홍수 재해위험도 평가를 위한 기초연구”의 일부 과 정으로 국립문화재연구소 연구 지원으로 수행되었습니다.
