계측 지진파 기반 설계응답스펙트럼에 상응하는 설계 지진파 시간이력 생성 기법 개발

Development of a Design Seismic Wave Time History Generation Technique Corresponding to the Recorded Seismic Wave-Based Design Response Spectrum

최근 국내에서 큰 규모의 지진이 발생하게 되면서 내진설계의 중요성이 크게 증가하였다. 내진설계기준에서는 중요구조물 또는 특수구조물에 대해서는 동적시간이력해석을 수행하도록 규정하고 있다. 이러한 중요 또는 특수 구조물의 내진해석 및 설계에 있어 합리적 설계 입력 지진파를 결정하는 것은 해석 및 설계의 신뢰도를 확보하는데 매우 중요한 요소이다. 내진설계기준에서 합리적 설계 지진파는 해당 지역(단층)의 특성을 반영하면서 동시에 내진 성능 수준별 설계응답스펙트럼을 만족해야 한다. 이러한 요구조건은 해당 지역(단층)에서 계측됐던 실 지진파를 설계응답스펙트럼에 상응하게 수정하여 부분적으로 만족시킬 수 있다. 본 연구에서는 하모닉웨이브릿변환(Harmonic Wavelet Transform)을 이용하여 실 계측 지진파를 기반으로 설계응답스펙트럼에 상응하게 지진파시간이력 수정·생성 하는 방법을 제안하였다. 제안한 기법의 적용성 검토를 위해 경주(2016년)와 포항(2017년)에서 발생했던 각 규모 5.8과 5.4의 지진에 제안된 기법을 적용하여 설계응답스펙트럼에 상응한 지진파시간이력을 수정·생성 하였다

With the recent occurrence of large-scale earthquakes in Korea, the importance of seismic design has greatly increased. Seismic design standards stipulate that dynamic time history analysis be performed for important or special structures. In the seismic analysis and design of such structures, determining a rational design input seismic wave is a very important factor in ensuring the reliability of the analysis and design. In the seismic design standards, rational design seismic waves must reflect the characteristics of the area (fault) and satisfy the design response spectrum for each seismic performance level. This requirement can be partially satisfied by modifying the actual seismic wave measured in the area (fault) according to the design response spectrum. In this study, a method of correcting and generating seismic wave time histories according to the design response spectrum based on actual measured seismic waves using the harmonic wavelet transform was proposed. To examine the applicability of the proposed technique, the technique was applied to earthquakes of magnitude 5.8 and 5.4, respectively, that occurred in Gyeongju (2016) and Pohang (2017), and the seismic wave time histories corresponding to the design response spectrum were modified and generated.