Evaluations of Velocity Response Spectrum of Seismic Base and Response Displacement for the Seismic Design of Underground Structures

지중구조물 내진설계를 위한 기반면의 속도 응답스펙트럼 및 응답변위 산정기법에 대한 연구

The response displacement method is the most frequently used method for seismic design of underground structures. This method is pseudo-static method, and the evaluations of velocity response spectrum of seismic base and response displacement of surrounding soil are the most important steps. In this study, the evaluation of velocity response spectrum of seismic base according to the Korean seismic design guide and the simple method of calculating the response displacement were studied. It was found that velocity response spectrum of seismic base can be estimated by directly integrating the ground-surface acceleration response spectrum of soil type S$_A$, and the evaluation of the response displacement using double cosine method assuming two layers of soil profile shows the advantages in the seismic design.

지중구조물의 내진해석에 자주 이용되는 방법으로 응답변위법이 있다. 응답변위법은 정적인 해석방법으로, 이 방법의 핵심은 지진시 지중구조물 측벽에 작용하는 지반변위를 산정하는 것이다. 이때 해석대상부지의 고유주기에 해당하는 기반면의 속도 응답스펙트럼 값을 결정하는 일이 매우 중요하다. 본 연구에서는 국내 설계지반운동기준에 적합한 기반면의 속도 응답스펙트럼 산정과 지반응답해석 없이 응답변위를 신뢰성있게 산정하는 간편법에 대한 연구를 수행하였다. 해석결과 국내 내진설계 기준의 S$_A$ 지반의 지표면 가속도 응답스펙트럼을 적분하여 속도 응답스펙트럼으로 환산하는 방법과 지반을 두 개의 층으로 구분하여 지진시 지반의 응답변위를 산정하는 방법을 현업 설계에 적용할 경우 경제적으로 큰 잇점이 있을 것으로 판단된다.