공항시설물 내진성능목표

내진성능목표의 정의

내진성능목표는 지진 규모별로 공항시설물이 지켜야 할 목표를 정한 요구조건이다.

목표는 성능 수준과 설계 거동 한계를 함께 정해 만든다.

공항은 지진 뒤에도 운항과 복구 거점 기능을 유지해야 하므로 목표를 먼저 정한다.

두 가지 성능 수준

성능 수준은 두 단계로 나눠 본다. 기능수행수준과 붕괴방지수준이다.

기능수행수준은 빈발하는 약한 지진에서 정상 기능을 유지하는 수준이다.

붕괴방지수준은 드문 강한 지진에서 기능 복구는 어려워도 전체 붕괴를 막는 수준이다.

두 수준을 구분해 답하면 채점에서 감점을 줄일 수 있다.

정답은 기능수행수준이다. 긴급차량 통행 확보가 핵심이다.

구조 형식별 거동 한계

거동 한계는 구조 형식마다 다르게 정한다. 지중구조물과 교량을 비교한다.

지중구조물은 지반이 변형하면 함께 변형하므로 지반 변위가 설계를 좌우한다.

교량은 교각 하단의 소성힌지에서 지진 에너지를 흡수하므로 연성도가 핵심이다.

붕괴방지수준에서 취성파괴를 허용하지 않는 원칙은 두 구조물에 공통이다.

교량 연성도 계산

교량은 소성힌지의 연성도를 확보하는 것이 핵심이다.

연성도는 극한변위를 항복변위로 나눈 무차원 값이다.

가상의 교각에서 항복변위는 0.05 m, 극한변위는 0.20 m이다.

직접 계산해 보자.

정답은 4.0이다. 취성파괴가 없으면 붕괴방지 검토를 만족한다.

성능목표 설정 절차

성능목표는 정해진 순서대로 설정한다. 먼저 시설의 내진등급을 정한다.

다음으로 설계지진 수준을 재현주기로 정하고 성능 수준을 고른다.

그 뒤 부재별 거동 한계를 정하고, 해석으로 요구 변위를 구해 비교한다.

한계를 넘으면 보강 후 다시 검토한다. 이 되먹임이 성능기반 설계의 핵심이다.

핵심 정리

마지막으로 핵심을 정리한다. 성능목표는 지진 수준과 성능 수준의 조합이다.

기능수행수준은 긴급차량 통행을, 붕괴방지수준은 취성파괴 방지를 핵심으로 한다.

흔한 실수는 기능수행수준을 무손상으로, 붕괴방지수준을 피해 없음으로 쓰는 것이다.

시험에서는 지중구조물과 교량의 설계거동 한계를 성능 목표별로 비교해 답한다.