별권 1. 기존시설물(교량) 내진성능평가요령·해설 및 예제집¸°존 시설물... · 2017-07-15 · 목 차 평가요령(2011) 평가요령해설(2015) ±? ·q

RD-15—R6-030 별 권 1

기존 시설물(교량) 내진성능

평가요령평가요령평가요령평가요령․․․․해설해설해설해설 및및및및 예제집예제집예제집예제집

2015. 12.

국 토 교 통 부M i n i s t r y o f L a n d , I n f r a s t r u c t u r e a n d T r a n s p o r t

한국시설안전공단

국토교통부와 한국시설안전공단은 지진으로부터 국민의 안전을

도모하기 위한 일환으로 기존 교량의 내진성능평가 및 내진보강을

체계적으로 수행할 수 있도록 「기존 시설물(교량) 내진성능 평가

및 향상요령」을 2004년에 제정하고 2011년에 개정하였습니다.

그러나 개정 당시 연구결과의 미비로 인해 개정이 이루어 않은

사항(축방향철근의 겹침이음길이 효과 미고려, 사각형 교각의

분류방법 모호 등)과 표현이 모호하여 실무적용시 혼선을 초래할

수 있는 내용, 개정 이후 `13년에 공표된 ‘국가지진위험지도’ 등을

반영하여 「평가요령」의 내용 보완 및 상세 해설을 추가하였으며,

이에 대한 이해를 높이고자 예제를 추가․보완(예비평가와

개별부재별 상세평가 예제 추가, 기존의 교량형식별 상세평가

예제를 보완)하여 「기존 시설물(교량) 내진성능 평가요령․해설

및 예제집」을 발간하였습니다.

다만,「평가요령․해설 및 예제집」은 내진성능평가를 수행하는

실무자의 이해를 돕기 위한 참고도서로써 관계법상 구속력이

없으므로, 관련 기준이나 지침의 내용과 상이한 경우는 발주처와

협의하여 결정된 사항을 따르시길 부탁드립니다.

- i -

『기존 시설물(교량) 내진성능 평가요령�해설』 주요개정사항

목 차 평가요령(2011) 평가요령�해설(2015)

제1장 총칙

1.1 일반사항 4. 본 요령은 ～ 적용하여 평가한다.

가. 도로교설계기준[한국도로교통협회, 2010]

나. 콘크리트구조설계기준[한국 콘크리트학회, 2007]

다. 내진설계기준연구 Ⅱ[건설교통부, 1997]

4. 본 요령은 ～ 적용하여 평가한다. 또한, 관련 설계기준의 개정시

개정내용이 본 요령의 내용과 상이한 경우에는 최신의 개정내용을 따

르도록 한다.

가. 도로교설계기준[국토해양부, 2010](이하 도로교설계기준)

나. 콘크리트구조기준[국토해양부, 2012](이하 콘크리트구조기준)

다. 내진설계기준연구Ⅱ[건설교통부, 1997](이하 내진설계기준연구Ⅱ)

1.2 요령의 구성 1. 총칙

2. 내진성능 평가기준지진과 평가절차

3. 내진성능 예비평가

4. 내진성능 상세평가

5. 내진성능 평가보고서 구성

6. 부록A. 내진설계기준연구 Ⅱ

7. 부록B. 역량스펙트럼(ADRS)에 의한 내진성능 평가방법

8. 부록C. 내진성능상세평가 예제

제1장 총칙

제2장 내진성능 평가기준지진과 평가절차

제3장 내진성능 예비평가

제4장 내진성능 상세평가

제5장 내진성능 평가보고서 구성

부 록

A. 내진설계기준연구 Ⅱ

B. 역량스펙트럼(ADRS)에 의한 내진성능 평가방법

C. 국가지진위험지도(2013)

(내진성능상세평가 예제 : 「평가요령․예제집」에 보완하여 편입)

1.4 기호 (신설) 본문내용 중 중복되는 기호는 첨자 삽입 또는 변경


2.2.2 사용목표수명등급 및 지

진세기

2. 사용목표수명은 평가설계수명에 대한 비(사용목표수명/평가설계수

명)에 따라 다음과 같이 3개 등급으로 구분한다.

2. 사용목표수명등급은 평가설계수명에 대한 사용목표수명의 비(사용

목표수명/평가설계수명)에 따라 다음과 같이 3개 등급으로 구분한다.

2.2.3 가속도계수 (해설 추가) 국가지진위험지도(2013) 관련사항

2.2.4 내진성능 평가기준지진

응답스펙트럼

(항목 추가)

3. 대상지반의 물성값을 알고 있는 경우의 지반계수(S)는 부지 고유

의 지진응답해석을 수행하여 결정할 수 있다.

(해설 추가)

- ii -


2.3.1 내진성능 평가의 방법 및

종류

1. 교량의 내진성능평가는 ～ 단계적으로 수행한다. 1. 교량의 내진성능평가는 ～ 단계적으로 수행한다.

(해설 보완) “내진성능 예비평가” 생략 가능 조건 추가


3.3.1 일반사항 2. 내진그룹은 “내진보강 핵식교량”, “내진보강 중요교량”, “내진보강

관찰교량” 및 “내진보강 유보교량” 4개 그룹으로 하고 동 순서대로

우선순위를 부여한다.

2. 내진그룹은 “내진보강 핵식교량”, “내진보강 중요교량”, “내진보강

관찰교량” 및 “내진보강 유보교량” 4개 그룹으로 분류하고 동 순서대

로 우선순위를 부여한다.

(해설 보완) 4개 그룹의 의미 추가


4.1 일반사항 1. 교량구성요소 중 평가 부위는 교각, 교량받침부, 받침지지길이, 교

대, 기초 및 지반으로 한다.

2. 평가는 구성요소가 ～ 평가한다.

3. 교량의 구성요소 중 ～ 작은 값으로 한다.

4. 단면특성, 재료강도 등과 같이 내진성능에 관련하는 모든 특성값은

실제 특성값을 기준으로 한다. 실제 특성값을 사용하지 않는 경우에

는 재료의 설계강도를 적용한다. 다만, 시간이력, 환경요인 및 기타요

인 등을 고려하여 내진성능이 안전측으로 평가되도록 조정하여 사용

한다.

1. 교량의 구성요소 중 교각, 교량받침부, 받침지지길이, 교대, 기초

및 지반에 대해 내진성능 상세평가를 수행한다.

2. 내진성능 상세평가는 구성요소가 ～ 평가한다.

(해설 보완)

“내진성능 예비평가” 결과의 ～ 개별적으로 내진성능을 평가한다. 이

때, 교량의 소요역량은 교각의 단면해석결과를 통해 산정한 항복유효

강성 을 구조해석모델에 적용하여 얻은 값으로 한다.

본 요령에서는 구성요소 중 ～ 사용하는 것이 좋다.

내진성능 상세평가 절차 수정

3. 교량의 구성요소 중 ～ 작은 값으로 한다.

(해설 보완) 평가지진하중의 의미 설명 추가

4. 단면특성, 재료강도 등과 같이 내진성능에 관련하는 모든 특성값은

현장조사에서 얻은 실제 특성값을 기준으로 한다. 실제 특성값을 얻

기 어려운 경우에는 준공도서 등에 제시된 설계값을 적용할 수 있다.

다만, 시간이력, 환경요인 및 기타요인 등을 고려하여 내진성능이 안

전측으로 평가되도록 조정하여 사용할 수 있다.

(해설 보완) 단면특성 및 재료강도 적용 방법을 상세하게 설명 추가

- iii -


4.2 교각의 단면해석 (4.2절 신설) 본문의 일부내용 편입

4.2.1 일반사항

4.2.2 모멘트-곡률 해석

‘겹침이음 상세에 따른 극한변형률 및 변위연성도’ 세분화

4.2.3 비선형 재료모델

4.2 지진하중 및 조합탄성지진

력

4.2.1 지진하중

4.2.2 조합탄성지진력

4.3 지진해석 (목차 수정)

4.3.1 해석방법 (신설)

4.3.2 평가지진하중 (내용 보완)

3. 교량의 기초 및 지반이 ～ 산정한다. (추가)

4.3.3 지진해석모델 (신설)

4.3.4 조합탄성지진력

4.3 구성요소의 내진성능평가

4.3.1 교각

4.3.1.1 교각의 단면강도 및 공급변위연성도

4.3.1.2 파괴모드

파괴모드별 공급 및 소요역량 산정하여 내진성능평가 수행하는 절차

4.4 구성요소의 내진성능평가

4.4.1 교각 (내용의 이해를 돕기 위해 평가절차에 맞춰 내용 구성)

4.4.1.1 교각의 파괴모드(역량산정 및 평가방법은 4.4.1.4절로 분리)

4.4.1.2 교각의 휨성능 곡선

항복 및 극한시의 휨강도와 변위 산정방법 기술 (내용 보완)

4.4.1.3 교각의 전단성능 곡선

일반 및 벽식 교각의 전단강도 산정식 기술(통합)

4.4.1.4 교각의 내진성능평가

하중작용방향별로 지배파괴모드가 상이한 경우를 고려

→공급 및 소요역량을 파괴모드별로 산정하는 방법 기술

→내진성능 평가방법 기술

4.3.2 교량받침 4.3.2.1 받침본체

4.3.2.2 앵커볼트

4.4.2.1 받침본체

4.4.2.2 앵커부

(해설 보완)

콘크리트구조기준 개정에 따른 제안식 관련 개정내용 반영(삽도포함)

유효한 앵커철근 배근시 전단강도 산정방법(삽도) 추가

- iv -


부록 C. 내진성능상세평가 예

제

C.1 PSCI교(직교-고력황동받침)

C.2 PSCI교(사교-탄성받침)

C.3 STB교(직교-포트받침)

삭제 (「평가요령․예제집」에 보완하여 편입)

부록 C. 국가지진위험지도

(2013)

(부록 C 신설)

2.2.3 가속도계수 [해설] 관련 설명자료 추가

PART Ⅰ

내진성능 평가요령�해설

제1장 총 칙





부 록

- i -

목 차

제1장 총 칙

1.1 일반사항 ··················································································································1

1.2 요령의 구성 ············································································································2

1.3 용어 정의 ················································································································3

1.4 기호 ··························································································································6


2.1 일반사항 ··············································································································15

2.2 지진위험도 ············································································································16

2.2.1 내진등급 ··········································································································16

2.2.2 사용목표수명등급 및 지진세기 ··································································16

2.2.3 가속도계수 ······································································································18

2.2.4 내진성능 평가기준지진 응답스펙트럼 ······················································21

2.3 내진성능 평가방법 및 절차 ··············································································24

2.3.1 내진성능 평가방법 및 종류 ········································································24

2.3.2 내진성능 평가절차 ························································································25


3.1 일반사항 ················································································································27

3.2 자료조사 및 정리 ································································································28

3.3 평가기준 ················································································································29

3.3.1 일반사항 ··········································································································29

3.3.2 내진성능 상세평가의 실시 판단 ································································30

- ii -

3.4 평가방법 ················································································································31

3.4.1 지진도 ··············································································································31

3.4.2 취약도 ··············································································································32

3.4.3 영향도 ··············································································································35

3.4.4 내진그룹화 ······································································································37


4.1 일반사항 ················································································································39

4.2 교각의 단면해석 ··································································································42

4.2.1 일반사항 ··········································································································42

4.2.2 모멘트-곡률 해석 ·························································································43

4.2.3 비선형 재료모델 ····························································································47

4.3 지진해석 ················································································································55

4.3.1 해석방법 ··········································································································55

4.3.2 평가지진하중 ··································································································56

4.3.3 지진해석모델 ··································································································58

4.3.4 조합탄성지진력 ······························································································61

4.4 구성요소의 내진성능평가 ··················································································63

4.4.1 교각 ··················································································································63

4.4.1.1 교각의 파괴모드 ·····················································································63

4.4.1.2 교각의 휨성능 곡선 ···············································································64

4.4.1.3 교각의 전단성능 곡선 ···········································································69

4.4.1.4 교각의 내진성능평가 ·············································································72

4.4.2 교량받침 ··········································································································78

4.4.2.1 받침본체 ···································································································78

4.4.2.2 앵커부 ·······································································································79

4.4.3 받침지지길이(낙교) ·······················································································88

- iii -


5.1 문장 및 보고서의 작성 ······················································································91

5.1.1 문장 ··················································································································91

5.1.2 보고서 ··············································································································91

5.1.3 편집 ··················································································································92

5.2 현황보고서 형식 ··································································································93

5.3 예비평가 보고서 ··································································································93

5.4 상세평가 보고서 ································································································94

부 록

A. 내진설계기준연구 Ⅱ ···························································································97

B. 역량스펙트럼(ADRS)에 의한 내진성능 평가방법 ·······································111

C. 국가지진위험지도(2013) ····················································································121

- iv -

도로교의 내진등급 ······························································································16

사용목표수명등급에 따른 내진성능 평가기준지진의 평균재현주기 ········17

지진구역 구분 ······································································································18

지진구역계수(Z) (재현주기 500년에 해당) ···················································18

선형보간에 의한 지진위험도계수(I) ·······························································19

지진구역Ⅰ에서의 내진성능 평가기준지진 가속도계수(A) ·······················19

지진구역Ⅱ에서의 내진성능 평가기준지진 가속도계수(A) ·······················19

지진도 등급 기준 ································································································31

상부구조 형식별 w값 ·······················································································33

하부구조 형식별 P값 ·······················································································34

겹침이음 상세에 따른 극한변형률 및 최대공급변위연성도 ······················44

재현주기별 위험도계수 ··············································································20

지진구역 및 지진구역계수(평균재현주기 500년 기준) ·······················20

지반계수(S) ···································································································22

지반의 분류 ··································································································22

지진도 그룹을 위한 지반가속도(g) ·························································32

철근의 강도 및 변형률(최소값) ·······························································54

- v -

내진성능 평가절차 ··························································································25

유효중량 Wef f와 WEIGHT지수의 관계 ·······················································33

내진그룹화 방법 ······························································································37

모멘트-곡률 관계곡선 ····················································································45

일반적인 RC 교각의 파괴모드 ····································································63

교각의 변형 및 곡률 분포 ············································································67

공급변위연성도에 따른 콘크리트 전단강도 감소계수 ························70

교각의 파괴모드에 따른 공급역량 결정 ····················································73

변위연성도와 단면강도비의 상관관계 ························································76

- vi -

내진성능 상세평가 절차 ·········································································40

겹침이음 상세에 따른 극한변형률 및

최대공급변위연성도 산정절차 ·······························································46

철근상세에 따른 구속효과

( : 비구속 영역, Priestley 등, 1996) ··············································48

압축콘크리트의 응력-변형률 관계(Mander 등, 1988) ·····················48

횡방향철근에 따른 위치별 구속콘크리트 산정

(Mander 등, 1988) ···················································································51

철근의 응력-변형률 관계(Park 등, 1975) ··········································53

일반 교각의 항복 및 극한변위 결정방법 ···········································68

단일 축방향철근을 갖는 벽식 교각의

항복 및 극한변위 결정방법 ···································································69

축방향철근이 겹침이음된 벽식 교각의

항복 및 극한변위 결정방법 ···································································69

전단에 의한 앵커의 파괴모드 ·······························································80

투영면적 산정 ·················································································83

특정한 앵커배치에 따른 콘크리트 파괴면 투영면적 산정 ····83

투영면적 산정 ·················································································85

특정한 앵커배치에 따른 콘크리트 파괴면 투영면적 산정 ····86

인장을 받는 앵커철근 ·············································································87

전단을 받는 앵커철근 ·············································································87

교량의 받침지지길이(NC) ······································································89

제1장 총 칙

- 1 -

제1장 총 칙

1.1 일반사항

1. 본 요령에서는 내진성능평가를 위하여 가능하면 간단한 평가식 또는

실험식 등을 이용하도록 하고 있다. 따라서 정형적인 교량, 지진시

교량시스템의 거동이 1차 진동모드가 지배적인 지간이 200m 이하의

교량에 적용하는 것을 원칙으로 한다.

2. 지간이 200m를 넘는 장대교량, 현수교, 사장교 등과 같이 거동 특성이

복잡하여 상세해석이 요구되는 교량에 대해서는 본 요령을 적용하지

않는다. 만약, 교량이 비정형적이거나 지진시 고차모드의 영향을 무시할 수

없는 경우에는 이 영향을 충분히 고려한 후 본 요령을 적용할 수 있다.

3. 본 요령의 내용은 기술수준이 향상되거나 내용을 추가 또는 보완할 필요가

있다고 판단될 경우에 개정하여 시행하는 것을 원칙으로 한다.

4. 본 요령은 내진설계가 수행되지 않은 기존교량의 내진성능평가와 관련한

최소한의 사항을 규정하고 있다. 따라서 내진성능평가와 관련하여 본

요령에서 규정하고 있지 않은 사항에 대해서는 다음 기준을 적용하여

평가한다. 또한, 관련 설계기준의 개정으로 인해 본 요령의 내용과 상이한

사항이 확인되면 최신의 개정내용을 적용할 수 있다.

가. 도로교설계기준[국토해양부, 2010](이하 도로교설계기준)

나. 콘크리트구조기준[국토해양부, 2012](이하 콘크리트구조기준)

다. 내진설계기준연구 Ⅱ[건설교통부, 1997](이하 내진설계기준연구 Ⅱ)

PART Ⅰ : 내진성능 평가요령�해설

- 2 -

해설

1. 지간은 인접한 교각과 교각(또는 교대) 사이의 간격(C.T.C)을 말한다. 단, 단경간교는

교대와 교대 사이의 간격을 말한다.

4. 일반적으로 설계기준의 개정은 기술수준이 향상되거나 내용의 추가 및 보완이 필요한

경우에 이루어지며, 일부 내용이 개정되더라도 명칭을 변경하는 경우는 흔치 않다. 다만,

사회적으로 큰 이슈가 되어 내용을 전면 개정하는 경우나 법률에 의해 개정하는

경우에는 명칭도 변경된 내용을 포함하도록 변경하는 경우가 종종 있다. 명칭이 변경된

최근 사례를 보면, 「콘크리트구조설계기준」이 2012년에 개정되면서

「콘크리트구조기준」으로 일부 변경되었다. 이와 같이 내진성능평가와 관련된

설계기준의 개정여부를 검토할 경우에는 명칭변경 여부도 확인하여야 한다.

참고로 「내진설계기준연구 Ⅱ」는 현재 개정이 진행 중에 있으며, 향후 공통기준인

「내진설계기준」으로 대체되어 관련 법률에 의한 강제성을 갖는 ‘설계기준’으로 제정

될 예정이다. 향후 「내진설계기준연구 Ⅱ」이 「내진설계기준」으로 개정되어 관련법에

의해 강제성을 갖게 되면, 이를 만족할 수 있도록 내진성능평가를 수행하여야 한다.

1.2 요령의 구성

본 요령의 구성은 다음과 같다.

제1장 총칙





부 록 A. 내진설계기준연구 Ⅱ

B. 역량스펙트럼(ADRS)에 의한 내진성능 평가방법

C. 국가지진위험지도(2013)

제1장 총 칙

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1.3 용어 정의

본 요령에 사용되는 용어의 정의는 관련기준인 「도로교설계기준」,

「콘크리트구조기준」, 「내진설계기준연구 Ⅱ」에 따르고 이에 정의되지

않은 용어는 아래의 정의를 따른다.

1. 공급변위: 교각의 파괴모드에 의해 결정되는 교각이 견딜 수 있는

최대변위

2. 공급변위연성도: 공급변위를 항복변위로 나눈 값

3. 공급역량(Capacity): 교량의 구성요소가 보유하고 있는 외부하중에 저항할

수 있는 능력

4. 극한강도: 휨에 의해 교각의 콘크리트 최연단 압축변형률이 극한변형률에

도달할 때의 수평강도

5. 극한변위: 휨에 의해 교각의 콘크리트 최연단 압축변형률이 극한변형률에

도달할 때의 수평변위

6. 내진그룹: 교량의 내진성능 상세평가를 위한 우선순위를 설정하기 위하여

교량의 지진도, 취약도, 영향도를 고려하여 분류한 교량의 그룹

7. 내진성능 상세평가: 교량의 구성요소가 내진성능 평가기준지진에 대하여

소요내진성능을 확보하고 있는지를 평가하는 2단계 평가

8. 내진성능 예비평가: 교량의 내진그룹화를 위하여 개략적으로 수행되는

1단계 평가

9. 내진성능 평가기준지진: 기존 교량의 내진성능평가를 위한 기준 지진

10. 단면강도: 교각의 파괴모드를 고려한 최대지진강도로서 전단파괴모드의

경우에는 전단강도이고, 휨파괴모드의 경우에는 극한강도이며, 휨-전단파괴

모드의 경우에는 항복강도와 극한강도 사이의 값


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11. 단면강도비: 조합탄성지진력(휨모멘트)을 극한휨모멘트로 나눈 값

12. 벽식교각: 사각형 단면을 갖는 교각 중 종횡비(단면길이/단면높이)가 큰

교량, 내진성능평가에서는 종횡비가 4 이상인 교각을 벽식교각으로 정의

13. 소요변위연성도: 평가지진하중에 의해 교각에 발생하는 변위를

항복변위로 나눈 값

14. 사용목표수명: 내진성능 평가대상 교량의 향후 목표로 하는

사용수명연수로서 보수 및 (내진)보강이 되는 경우에는 이를 고려하여

평가. 시설물관리주체의 시설물사용계획에 따라 설정

15. 사용목표수명등급: 내진성능 평가기준지진의 지진세기를 산출하는 경우,

사용목표수명을 용이하게 고려할 수 있도록 분류한 등급

16. 소요역량(Demand): 내진성능 평가기준지진의 지진세기에서 교량이

붕괴되지 않기 위하여 교량에 요구되는 단면강도 및 변형성능의 크기로서

내진성능 평가기준지진의 응답스펙트럼에 의하여 결정

17. 일반교각 : 사각형 단면을 갖는 교각 중 종횡비가 1.0에 가까운 일반적인

사각형 단면을 갖는 교각, 내진성능평가에서는 종횡비가 1.5 이하인 교각을

일반교각으로 정의

18. 재현주기: 강우, 홍수, 지진 등과 같이 구조물에 영향을 미치는

환경조건의 강도와 발생의 변동을 통계적으로 표시하는 지표의 하나로서,

이미 관측된 값에 대해서는 각 년의 최대값이 정상적으로 독립하여

발생하는 것으로 어떤 크기 이상의 연최대값이 몇 년에 한번 발생할

확률이 있는지를 정한 연수

19. 전단성능 곡선: 교각기둥이 전단하중에 견딜 수 있는 성능을 하중-변위

관계를 이용하여 나타낸 곡선

20. 전단파괴모드: 교각의 축방향철근의 항복 이전에 전단파괴가 발생하는

파괴모드

제1장 총 칙

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21. 조합탄성지진력: 고려하는 방향의 직각방향 평가지진하중에 대해서

고려하는 방향으로 발생하는 탄성지진력의 크기를 반영하기 위하여 30%

규정을 적용하여 고려하는 방향으로의 탄성지진력과 조합한 탄성지진력

22. 천이교각: 사각형 단면을 갖는 교각 중 일반교각과 벽식교각의 사이에

존재하는 교각, 내진성능평가에서는 종횡비가 1.5와 4.0 사이의 값을 갖는

교각으로 정의

23. 초기항복: 일반단면 교각에서 최연단 철근이 최초로 항복하는 상태

24. 초기항복강도: 초기항복시의 교각의 수평강도

25. 탄성변위: 초기항복시의 교각 강성을 갖는 교량시스템의 내진성능

평가지진시의 응답변위의 크기

26. 탄성주기: 초기항복시의 교량의 진동주기

27. 탄성지진력: 내진성능 평가기준지진시 교량이 탄성거동을 한다고 가정할

때 교각에 발생하는 단면력

28. 평가설계수명: 도로교의 사용목표수명등급을 평가하기 위한 기준이 되는

수명으로서 잠정적으로 다음과 같이 정의

가. 콘크리트교; 40년

나. 강교; 50년

29. 항복변위: 일반단면 교각의 하중-변위곡선에서 원점과 초기항복(점)을

잇는 직선이 교각의 항복강도와 교차하는 점에서의 변위 크기

30. 휨성능 곡선: 교각기둥이 휨에 견딜 수 있는 성능을 하중-변위 관계를

이용하여 나타낸 곡선

31. 휨-전단파괴모드: 교각의 축방향철근 항복 후 전단파괴가 발생하는

파괴모드

32. 휨파괴모드: 전단파괴가 발생하지 않고 휨에 의해서 파괴가 발생하는

파괴모드


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1.4 기호

A : 평가기준지진의 가속도계수(g)

: 원형단면에 배근된 보강띠철근의 단면적(mm)

: 유효단면적으로 전체단면적 g의 80%에 해당되는 단면적(m)

g : 교각의 전체단면적(m)

: 연단거리 또는 간격에 제한을 받지 않는 경우, 인장에 저항하는 단일

앵커의 콘크리트 파괴면 투영면적(mm)

: 인장에 저항하는 특정한 앵커 배치(연단거리, 간격 및 부재 두께

고려)를 갖는 단일 앵커 또는 앵커 그룹의 콘크리트 파괴면 투영면적(mm)

: 전단에 저항하는 단일 앵커의 유효단면적(m)

: 횡구속철근의 단면적(m)

: 나선철근 또는 원형 후프띠철근의 단면적(mm)

: 전단력 작용방향으로 있는 횡방향철근의 단면적(mm)

: 전단에 저항하는 특정한 앵커 배치(모서리의 영향, 간격 및 부재

두께를 고려)를 갖는 단일 앵커 또는 앵커 그룹의 콘크리트 파괴면

투영면적(mm)

: 모서리의 영향, 간격 및 부재 두께에 제한을 받지 않는 경우, 전단에

저항하는 단일 앵커의 콘크리트 파괴면의 투영면적(mm)

ADT : 일 교통량(대)

ADT지수 : 교통량 지수

AGE기준 : 교량의 기준수명(년)

AGE현재 : 교량의 건설 후 경과년수, 공용년수(년)

: 사각형 단면을 갖는 교각기둥의 단면길이(교축직각방향, 횡방향)(m)

: 사각형 단면을 갖는 교각기둥의 종횡비

제1장 총 칙

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: 전단력이 작용하는 단면의 폭(mm)

Cs : 단일모드스펙트럼해석시 탄성지진응답계수

Csm : 다중모드스펙트럼해석시 m번째 진동모드의 탄성지진응답계수

CATEGORY : 시설물종별 지수

CDF : m과 에 의한 누적분포함수

COM : 평가지진하중에 의한 탄성지진력의 크기를 교축방향은 1.0,

교축직각방향은 0.3으로 하여 하중조합한 경우

COM : 평가지진하중에 의한 탄성지진력의 크기를 교축방향은 0.3,

교축직각방향은 1.0으로 하여 하중조합한 경우

: 앵커 샤프트 중심부터 전단력 방향으로 콘크리트 단부까지 거리(mm)

: 앵커 중심으로부터 과 직각방향에 있는 콘크리트 단부까지의

거리(mm)

max : 앵커 샤프트 중심부터 콘크리트 단부까지 최대 연단거리(mm)

min : 앵커 샤프트 중심부터 콘크리트 단부까지 최소 연단거리(mm)

: 교각기둥의 단면직경(m)

′ : 횡방향철근에 의해 구속된 심부콘크리트의 크기로 원형단면 및

사각형단면에서 횡방향철근간 중심 거리(mm)

DETOUR : 우회도로 길이(km)

DETOUR지수 : 우회도로 지수

: 유효깊이로 압축연단에서 인장철근의 중심까지 거리(mm)

: 앵커 외경(mm)

: 축방향철근의 직경(m)

: 콘크리트의 탄성계수(MPa), 간략히 로 표현하기도 함

: 철근의 탄성계수(MPa)

sec : 콘크리트의 할선탄성계수(MPa)

: 교각의 강성


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: 교각의 항복유효강성으로 초기항복휨모멘트를 초기항복곡률로 나눈값

FAC : 교량받침 앵커부의 공급역량

FAD : 교량받침 앵커부의 소요역량

FBC : 교량받침의 공급역량

FBD : 교량받침의 소요역량

FE : 단일모드(1자유도)로 모델링이 가능한 구조의 지진하중

FE COMB : COM1과 COM2 하중조합에 의해 산정된 조합탄성지진력 중에서

응답방향별 최대 조합탄성지진력

FE COM : COM1 하중조합에 의해 산정된 응답방향별 조합탄성지진력

FE COM : COM2 하중조합에 의해 산정된 응답방향별 조합탄성지진력

FE L : 교축방향 평가지진하중에 대한 응답방향별 탄성지진력

FE T : 교축직각방향 평가지진하중에 대한 응답방향별 탄성지진력

Fn : 교각의 단면강도(kN)

FPC : 교각의 공급역량

FPD : 교각의 소요역량

Fu : 교각의 극한상태에서의 휨강도(kN)

Fy : 교각의 항복상태에서의 휨강도(kN)

FACILITY : 부착시설물 지수

: 받침 1개의 횡방향 저항용량(kN)

: 콘크리트의 압축강도(MPa)

: 콘크리트의 설계기준압축강도(MPa)

′ : 횡방향철근에 의해 구속된 콘크리트의 최대 압축강도(MPa)

′ : 횡방향철근에 의해 구속되지 않은 콘크리트의 최대 압축강도(MPa)

: 콘크리트의 극한강도(MPa)

: 콘크리트의 횡구속응력(MPa)

제1장 총 칙

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′ : 콘크리트의 유효횡구속응력(MPa)

′ : 사각형 단면을 갖는 콘크리트의 x방향 유효횡구속응력(MPa)

′ : 사각형 단면을 갖는 콘크리트의 y방향 유효횡구속응력(MPa)

: 철근의 인장강도(MPa)

: 횡방향철근의 인장강도(MPa)

: 피복탈락이 발생한 이후의 콘크리트 압축강도(MPa)

: 철근의 극한강도(MPa)

: 철근의 항복강도(MPa)

: 앵커 강재의 설계기준항복강도(MPa)

: 횡구속철근의 항복강도(MPa)

: 앵커 강재의 설계기준인장강도(MPa)

g : 중력가속도(9.81ms)

: 교각높이(m)

: 교각의 유효높이(m)

: 사각형 단면을 갖는 교각기둥의 단면높이(교축방향, 종방향)(m)

: 앵커의 유효묻힘깊이(mm)

I : 지진위험도계수

g : 철근을 무시한 교각 전체단면의 중심축에 대한 단면2차모멘트(m)

: 교각의 항복유효단면2차모멘트로 를 로 나눈 값(m)

IC : 교량의 영향도계수

: 콘크리트의 유효구속계수

: 유효탄성강성으로 탄성상태의 교각 강성

: 부재의 변위연성도에 따른 콘크리트의 전단강도 감소계수

: 프라이아웃강도 계수

ks : 모집단의 평균과 대상교량과의 차이를 나타내는 계수(실수)


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: 교량의 연속경간장(m)

: 교각의 소성힌지영역의 등가소성힌지길이(m)

: 기둥형상비의 기준이 되는 기둥길이(m)

LENGTH : 교량의 연속경간장(m)

LEVEL : 교량설계등급 지수

: 원형단면에 배근되는 보강띠철근에서 갈고리부분과 연장길이를 제외한

길이(mm)

: 전단력에 대해 앵커의 지압 저항 길이(mm)

: 축방향철근의 겹침이음길이(mm)

: 교각기둥의 단면직경에 대한 축방향철근의 겹침이음길이 비, 즉

겹침이음길이비

ME : 지진시 교각 단부의 휨모멘트(kN․m)

ME COMB : 지진시 교각 단부의 조합탄성휨모멘트(kN․m)

ME COMBpd : 지진해석을 수행하여 구한 조합탄성지진휨모멘트에 P-Δ 효과를

고려한 교각 단부의 휨모멘트(kN․m)

: 교각의 휨파괴모드 또는 휨-전단파괴모드시 축하중을 고려한 단면강도

Fn에 해당하는 휨모멘트(kN․m)

: 고정하중이 작용하는 상태에서 모멘트-곡률해석으로 구한 교각 단부의

항복휨모멘트(kN․m)


초기항복휨모멘트(kN․m)


극한휨모멘트(kN․m)

m : 모집단을 정규분포라 가정하였을 때의 평균값

제1장 총 칙

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Nb : 균열 콘크리트에서 인장을 받는 단일 앵커의 기본 콘크리트 파괴강도(N)

NC : 낙교에 대한 공급역량으로 교량의 받침지지길이를 말함(mm)

Ncbg : 인장을 받는 앵커의 콘크리트 파괴강도(N).

ND : 낙교에 대한 소요역량(mm)

Nmin : 최소받침지지길이(mm)

: 전단에 저항하는 앵커 그룹에서 앵커의 수

: 평가지진하중의 작용방향으로 저항하는 받침개수

: 고정하중에 의해 교각 상부에 작용(최소)하는 축하중(kN)

: 고정하중에 의해 교각 하부에 작용하는 축하중(kN)

PIER : 하부구조 형식과 교각높이의 비

PIER지수 : 교량의 교각형상 지수

: 상부구조의 단위길이당 작용하는 지진하중(힘/단위길이)

: 상부구조의 관성력 작용 위치에 가하는 균일한 등분포하중(힘/단위길이)

Rs : 교각의 단면강도비

: 콘크리트의 탄성계수비

S : 지반계수(지반종류에 따라 지진하중의 세기를 증폭시켜주는 계수)

SKEW지수 : 교량받침의 사잇각 지수

SUPPORT : 교량에서 가장 취약한 연속부의 받침지지길이(m)

SUPPORT지수 : 교량의 받침지지길이 지수

: 횡구속철근의 수직간격(mm)

T : 교량의 고유주기(sec)

Tm : 교량의 m번째 진동모드의 주기(sec)

Ts : 통제주기로 탄성지진응답계수 가 제한한 값이 2.5A와 같아지는

주기(sec)

: 전단력 작용방향으로의 최대 두께(mm)


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UTILITY : 교량하부의 기간망 지수

Vb : 균열 콘크리트에서 전단을 받는 단일 앵커의 기본 콘크리트 파괴강도(N)

Vc : 교각의 콘크리트에 의한 전단강도(kN)

Vcbg : 전단력을 받는 앵커의 콘크리트 파괴강도(N)

Vcpg : 전단력을 받는 앵커의 콘크리트 프라이아웃강도(kN)

VE : 지진시 교각 단부의 전단력(kN)

VE COMB : 지진시 교각 단부의 조합탄성전단력(kN)

VE COMBTOP : 지진시 교각 상부의 조합탄성전단력(kN)

Vn : 교각의 전단강도(kN)

Vp : 교각의 축하중 작용에 의한 전단강도(kN)

Vs : 교각의 전단철근에 의한 전단강도(kN)

Vsa : 전단력을 받는 앵커의 강재강도(N)

VI : 교량의 취약도지수

: 균일한 등분포하중()에 의한 정적 처짐(길이)

W : 유효중량으로 교량의 상부구조와 이의 동적거동에 영향을 주는

하부구조의 총중량(교량 고정하중)(kN)

: 교량의 상부구조와 이의 동적거동에 영향을 주는 하부구조의

단위길이당 고정하중(힘/길이)

Wef f : 교량의 상부유효중량(kN)

WEIGHT지수 : 교량의 상부중량 지수

WIDTH : 교량의 폭(m)

: 횡방향철근에 의해 구속된 콘크리트의 변형률비

: 횡방향철근에 의해 구속된 콘크리트의 극한변형률비

Z : 지진구역계수

: 를 이용하여 교량의 주기를 계산하는데 사용되는 계수(길이)

제1장 총 칙

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: 횡방향철근에 의한 횡구속 정도를 고려하는 횡구속철근계수

W : 상부형식에 따른 단위중량의 상대적인 비를 나타내는 계수

: 와 를 이용하여 상부구조의 단위길이당 작용하는 지진하중을

계산하는데 사용되는 계수(힘×길이)

P : 하부구조 형식별 계수

: 교각의 공급변위(m)

E : 지진시 교각상부에서의 변위(m)

: 보통콘크리트의 강도에 따른 보정계수(MPa)

: 교각 단부의 항복변위(m)

: 교각 단부의 소성변위(m)

: 교각 단부의 극한변위(m)

: 콘크리트의 압축변형률

: 횡방향철근에 의해 구속된 콘크리트의 최대 압축강도(′)에 해당하는

콘크리트의 압축변형률

: 횡방향철근에 의해 구속되지 않은 콘크리트의 최대 압축강도(′)에

해당하는 콘크리트의 압축변형률

: 축방향철근의 이음상세와 횡구속 정도를 고려한 압축콘크리트의

극한변형률

: 철근의 변형률

: 철근의 변형경화가 시작되는 변형률

: 횡방향철근의 극한변형률

: 피복탈락이 발생할 때의 콘크리트 압축변형률

: 와 를 이용하여 교량의 주기를 계산하는데 사용되는

계수(힘×길이)

DR : 변위연성도-단면강도비 상관계수


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: 교각의 공급변위연성도

: 교각의 소요변위연성도

max : 축방향철근의 겹침이음 상세에 따른 연성능력을 제한하는

변위연성도의 최대값


항복곡률(m )


초기항복곡률(m )


극한곡률(m )

: 인장에 저항하는 단일 앵커 또는 앵커 그룹의 가장자리(연단거리)

효과에 대한 인장강도 수정계수

: 전단에 저항하는 단일 앵커 또는 앵커 그룹의 가장자리(연단거리)

효과에 대한 전단강도 수정계수

: 횡방향철근의 철근비(횡구속철근비)

: 사각형 단면을 갖는 콘크리트의 x방향 횡구속철근비

: 사각형 단면을 갖는 콘크리트의 y방향 횡구속철근비

:　교각의 축방향철근비

: 모집단을 정규분포라 가정하였을 때의 표준편차

: 교량의 받침선과 교축직각방향의 사잇각(°)

: 교각의 소성변위를 구하기 위한 소성회전각(rad)

※ 동일한 의미를 갖는 기호이나 첨자를 통해 교축방향 및 교축직각방향으로

구분된 경우에는 방향성 표시는 생략하고 하나의 기호만으로 정의하였다.


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2.1 일반사항

1. 내진성능평가는 「도로교설계기준」에 따른다.

2. 내진성능평가를 위한 “내진성능 평가기준지진”은 도로교의 사용목표수명을

고려하여 결정한다.

해설

1. 도로교의 내진성능은 현재 법적으로 유효한 「도로교설계기준」에서 요구하는 성능을

만족하도록 설계된 신설교량과 동등한 성능을 발휘할 수 있어야 한다는 것을 의미한다.

이를 위해서는 「도로교설계기준」에 제시된 지진구역계수, 지반계수, 설계응답스펙트럼

등을 사용하였을 때, 당 기준에서 요구하는 강도 및 연성을 만족할 수 있어야 한다.

따라서 기존교량의 내진성능평가는 이러한 목표성능을 확보하고 있는지를 평가하여야

한다. 다만, 「내진설계기준연구 Ⅱ」가 「내진설계기준」으로 개정되어 관련법에 의해

강제성을 갖게 되면, 이를 기준으로 하여 내진성능평가를 수행하여야 한다.

2. “내진성능 평가기준지진”은 「도로교설계기준」에서 규정하는 설계지진을 적용하는

것이 원칙이나 사용목표수명을 고려하여 결정하는 이유는 기존교량의 사용목표수명은

신설교량의 평가설계수명에 비하여 짧은 것이 일반적이므로 기존교량이 사용목표수명

내에 경험하게 될 지진의 세기는 신설교량이 평가설계수명 내에 경험하게 될 지진의

세기보다 작을 확률이 높으므로 이를 반영하기 위함이다. 그러나 대상교량의

사용목표수명이 신설교량의 평가설계수명에 비하여 현저하게 작더라도 유지관리에 따른

보수․보강이 이루어져 신설교량의 평가설계수명과 동등할 정도의 사용목표수명을

기대할 수 있는 경우의 내진성능 평가기준지진은 내진설계기준의 설계지진으로 하여야

한다. 사용목표수명의 정량적인 판단근거는 아직 확립되어 있지 않은 상태이다. 따라서

향후 연구를 통하여 객관적인 판단기준이 마련되기 전까지 이의 판단은 시설물

관리주체의 시설물 사용계획에 따라 결정하여야 한다.


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2.2 지진위험도

2.2.1 내진등급

교량의 내진등급은 「도로교설계기준」에 의거하여 교량의 중요도에 따라

과 같이 내진Ⅰ등급교, 내진Ⅱ등급교 2가지로 분류한다.

도로교의 내진등급

내진등급 해 당 교 량

내진Ⅰ등급교

1) 고속도로, 자동차 전용도로, 특별시도, 광역시도 또는 일반국도

상의 교량

2) 지방도, 시도 및 군도 중 지역의 방재계획상 필요한 도로에

건설된 교량, 해당도로의 일일계획교통량을 기준으로 판단할 때

중요한 교량

3) 내진 I등급교가 건설되는 도로 위를 넘어가는 고가교량

내진Ⅱ등급교 내진 I 등급교에 속하지 않는 교량

2.2.2 사용목표수명등급 및 지진세기

1. 사용목표수명을 고려한 내진성능 평가기준지진은 사용목표수명동안

내진성능 평가기준지진의 발생확률이 동일 등급의 신설 교량이

평가설계수명동안 경험할 수 있는 설계지진의 발생확률과 동일하도록

식(2.2.1)과 같이 결정한다.

내진성능 평가기준지진의 연평균 발생확률 × 사용목표수명

설계기준지진의 연평균 발생확률 × 평가설계수명 (2.2.1)


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2. 사용목표수명등급은 평가설계수명에 대한 사용목표수명의 비(사용목표수명

/평가설계수명)에 따라 다음과 같이 3개 등급으로 구분한다.

가. 1/2 이상

나. 1/2 미만 ～ 1/4

다. 1/4 미만

3. 내진성능 평가기준지진의 지진세기는 사용목표수명등급에 따라 평균

재현주기를 고려하여 와 같이 결정한다.

사용목표수명등급에 따른 내진성능 평가기준지진의 평균재현주기

내진등급사용목표수명등급(사용목표수명/평가설계수명)

1/2 이상 1/2 미만～1/4 이상 1/4 미만

Ⅰ등급 1,000년 500년 250년

Ⅱ등급 500년 250년 125년

해설

1. 현재 「도로교설계기준」에서 설계지진의 평균재현주기는 교량의 등급별로 주어져 있다.

연평균 발생확률은 이 평균재현주기의 역수로 정의된다. 현행 설계개념은 설계지진

이하에서 교량이 붕괴되지 않도록 하여 인명피해를 방지할 수 있고, 이렇게 설계된

교량에 최대가능지진이 발생하더라도 붕괴될 확률은 매우 낮을 것이라는 가정에

근거하고 있다. 여기서는 교량의 수명기간동안 손상 또는 붕괴될 확률은 명시적으로

도입되어 있지 아니하다. 그러나 본 내진성능 평가요령에서는 아직 그 타당성이

완전하게 입증되지는 않았으나 잠정적으로 사용목표수명동안 지진을 경험할 확률을

고려하는 개념을 식(2.2.1)에서와 같이 채택하였다.

2. 사용목표수명등급은 잔존수명이 짧은 교량에 불필요한 보강이 이루어지는 것을

예방하기 위한 것으로 관리주체에서 개축 계획 등이 수립되어 잔존수명을 명확히

구분할 수 있는 경우에 한하여 적용할 수 있으며, 안전점검을 통해 보수․보강 등이

이루어지거나 유지관리가 양호하게 이루어진 교량에 대해서는 적용하지 않는다.


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2.2.3 가속도계수

1. 내진성능 평가기준지진의 가속도계수(A)는 지진구역계수(Z)와 지진위험도

계수(I)의 곱으로 식(2.2.2)와 같이 정의한다.

A Z × I (2.2.2)

가. 지진구역계수(Z)를 결정하기 위한 지진구역은 과 같다.

지진구역 구분

지진구역 행 정 구 역

Ⅰ

시서울특별시, 인천광역시, 대전광역시, 부산광역시, 대구광역시,

울산광역시, 광주광역시

도경기도, 강원도 남부, 충청북도, 충청남도, 경상북도, 경상남도,

전라북도, 전라남도 북동부

Ⅱ 도 강원도 북부, 전라남도 남서부, 제주도

※강원도 북부(군,시) : 홍천, 철원, 화천, 횡성, 평창, 양구, 인제, 고성, 양양, 춘천시,

속초시

강원도 남부(군,시) : 영월, 정선, 삼척시, 강릉시, 동해시, 원주시, 태백시

전라남도 북동부(군,시) : 장성, 담양, 곡성, 구례, 장흥, 보성, 화순, 광양시, 나주시,

여수시, 순천시

전라남도 남서부(군,시) : 무안, 신안, 완도, 영광, 진도 ,해남, 영암, 강진, 고흥,

함평, 목포시

나. 지진구역계수(Z)는 와 같다.

지진구역계수(Z) (재현주기 500년에 해당)

지진구역 Ⅰ Ⅱ

구역계수, Z(g) 0.11 0.07


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다. 내진성능 평가기준지진의 지진위험도계수(I)는 「내진설계기준연구 Ⅱ」에

제시된 값을 기본으로 하여 선형보간법을 사용하여 계산한다. 선형보간에

의한 지진위험도계수(I)는 와 같다.

선형보간에 의한 지진위험도계수(I)

재현주기(년) 125 250 500 1,000

위험도계수, I 0.6 0.78 1.0 1.4

2. 지진구역 Ⅰ 및 Ⅱ에서의 내진성능 평가기준지진의 가속도계수(A)를

계산하면 및 과 같다.

지진구역Ⅰ에서의 내진성능 평가기준지진 가속도계수(A)


1/2 이상 1/2미만～1/4 1/4 미만

Ⅰ등급 0.154 g 0.110 g 0.086 g

Ⅱ등급 0.110 g 0.086 g 0.066 g

지진구역Ⅱ에서의 내진성능 평가기준지진 가속도계수(A)


1/2 이상 1/2미만～1/4 1/4 미만

Ⅰ등급 0.098 g 0.070 g 0.055 g

Ⅱ등급 0.070 g 0.055 g 0.042 g

해설

1. 국가지진위험지도는 1997년 최초 작성된 이후 지진위험도 평가기법의 발전 및 지진

발생자료가 추가 축적됨에 따라 개선의 필요성이 지속적으로 제기되어, 소방방재청


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에서는 3년간의 연구를 수행한 후 전문가 공청회와 관계 중앙행정기관의 장과 협의를

거쳐 「지진재해대책법」 제14조 및 동법 시행령 제10조에 의한 내진설계 대상시설물의

내진설계시 활용되는 국가지진위험지도 및 지진구역․지진구역계수를 정(변경)하여

2013년 12월 13일자로 공표하였다.

주요내용은 다음과 같다.

① 그간 사용되던 국가지진위험지도의 재현주기 50년, 100년, 200년, 500년, 1,000년 및

2,400년에 4,800년 지도를 추가

② 지진구역은 기존과 같이 2개 구역(Ⅰ 및 Ⅱ구역)으로 구분하되, 지진위험도

평가결과에 따라 지진Ⅱ구역이던 전남 남서부 지역†을 지진Ⅰ구역으로 상향 조정

†무안, 신안, 완도, 영광, 진도, 해남, 영암, 강진, 고흥, 함평, 목포시

③ 각 지진구역에 해당하는 지진구역계수 값(Ⅰ구역 0.11g, Ⅱ구역 0.07g)은 지진위험도

평가결과를 고려하여 현행대로 유지

이번에 개선 공표된 국가지진위험지도 적용시점은 내진설계기준 설정 대상시설의

내진설계기준 변경 개정 소요기간을 감안하여 6개월 유예기간을 두어 시행(2014년 6월

13일 시행)하도록 하고 있으며, [부록 C]에 ‘국가지진위험지도 공표’ 공고문을

수록하였다.

이에 따라 도로교설계기준의 지진구역․지진구역계수 및 위험도계수 등이 개정되어

요령의 값과 상이하게 되면 도로교설계기준에 제시된 값을 적용하도록 한다.

재현주기별 위험도계수

재현주기(년) 50 100 200 500 1,000 2,400 4,800

위험도계수 0.4 0.57 0.73 1.0 1.4 2.0 2.6

지진구역 및 지진구역계수(평균재현주기 500년 기준)

지진구역 행 정 구 역 지진구역계수

Ⅰ시 서울, 인천, 대전, 부산, 대구, 울산, 광주, 세종

0.11g도 경기, 충북, 충남, 경북, 경남, 전북, 전남, 강원 남부

Ⅱ 도 강원 북부, 제주 0.07g

※강원 남부 : 영월, 정선, 삼척, 강릉, 동해, 원주, 태백

강원 북부 : 홍천, 철원, 화천, 횡성, 평창, 양구, 인제, 고성, 양양, 춘천, 속초


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2.2.4 내진성능 평가기준지진 응답스펙트럼

1. 내진성능 평가기준지진의 응답스펙트럼은 「도로교설계기준」에서

규정하고 있는 탄성지진응답계수로부터 결정한다.

2. 감쇠효과를 반영한 평가응답스펙트럼의 감소는 감쇠비를 적정하게

산정하여 적용한다.

3. 대상지반의 물성값을 알고 있는 경우의 지반계수(S)는 부지 고유의

지진응답해석을 수행하여 결정할 수 있다.

해설

1. 설계응답스펙트럼은 「도로교설계기준」과 「내진설계기준연구 Ⅱ」의 것이 상이하다.

본 요령에서는 「도로교설계기준」에 의거하여 내진성능을 평가한다. 따라서

「도로교설계기준」에서 규정한 탄성지진응답계수(Cs)로부터 내진성능 평가기준지진의

응답스펙트럼을 결정한다.

탄성지진응답계수는 다음과 같다.

C s T A S

≤ A (단일모드스펙트럼해석시) 해설식(2.2.1a)

C sm Tm

A S≤ A (다중모드스펙트럼해석시 m번째 진동모드) 해설식(2.2.1b)

C sm Tm

A S(Tm > 4.0초인 구조물의 m번째 진동모드) 해설식(2.2.1c)

여기서, A : 2.2.3절의 식(2.2.2)로 정의되는 가속도계수

T(Tm) : 교량의 고유주기(m번째 진동모드의 주기)

S : 지반종류에 따라 지진하중의 세기를 증폭시켜주는 지반계수

(지반계수는 을, 지반의 종류는 를 참조)


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지반계수(S)

지반계수지 반 종 류

Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ

S 1.0 1.2 1.5 2.0

지반의 분류

지반종류 지반종류의 호칭

지표면 아래 30m 토층에 대한 평균값

전단파 속도

(m/sec)

표준관입시험

(N값1))

비배수전단

강도(kPa)

Ⅰ경암지반

보통암지반760 이상 - -

Ⅱ

매우 조밀한

토사지반 또는

연암지반

360 -760 > 50 > 100

Ⅲ 단단한 토사지반 180 - 360 15 - 50 50 - 100

Ⅳ 연약한 토사지반 180 미만 < 15 < 50

Ⅴ 부지 고유의 특성평가가 요구되는 지반

주 : 1) 비점착성 토층만을 고려한 평균 N값

2. 1항에서 규정하고 있는 응답스펙트럼은 탄성상태의 응답스펙트럼으로 감쇠비가 5%인

경우이다. RC교각과 같은 콘크리트 구조물은 지진하중과 같은 수평하중을 받게 되면

비선형 이력거동으로 인해 감쇠가 크게 증가되므로 5% 감쇠비의 평가응답스펙트럼을

이용하여 내진성능을 평가하는 경우에는 지나치게 안전측일 수 있다. 따라서 이력에

의한 감쇠를 적절하게 산정할 수 있는 경우에는 이를 고려하여 감소된 응답스펙트럼을

적용할 수 있다. 이력에 의한 감쇠와 감소 응답스펙트럼은 「부록 B」를 참조한다.

3. 부지 고유의 지진응답해석 방법으로는 지반의 비선형 응력-변형률 관계를 등가

선형으로 근사화 하여 주파수 영역에서 해석하는 1차원 등가선형해석방법과 지반의

비선형 거동특성을 시간영역에서 해석하는 1차원 비선형해석방법을 적용할 수 있다.


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지진응답해석에 사용되는 지반의 입력변수는 지반의 층상구조와 각 층의 동적물성값

이다. 부지 고유의 지진응답해석을 수행하기 위해서는 반드시 신뢰성 있는 지반조사와

지반입력 변수의 평가가 이루어져야 한다. 부지 고유의 지진응답해석결과는 에 명시된 값의 80% 이상이어야 한다.

입력 지진파를 산정할 때는 다양한 주파수 성분을 가지는 지진파를 선정하도록 한다.

이를 위하여 실제지진 기록 및 인공지진 기록을 이용하여야 한다. 3개의 지진파를

이용하여 해석을 할 경우에는 최대값을 적용하고, 7개 이상의 지진파를 이용할 경우에는

평균값을 적용한다. 우리나라와 같이 큰 규모의 지진이 자주 발생하지 않는 중약진

지역은 실제지진 기록이 부족하여 지진응답해석에 국내 실제지진 기록 대신 외국에서

측정된 실제지진 기록을 이용하는 경우가 많다.


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2.3 내진성능 평가방법 및 절차

2.3.1 내진성능 평가방법 및 종류

1. 교량의 내진성능평가는 내진성능 예비평가와 내진성능 상세평가의 2단계로

구분하여 단계적으로 수행한다.

2. 내진성능 예비평가는 문헌자료 및 현장조사에 근거하여 내진성능평가의

우선순위결정을 위해서 실시된다. 내진성능 예비평가는 제3장에 기술되어

있다.

3. 내진성능 상세평가는 내진성능 예비평가 결과에 따라 기존 교량의

구성요소의 내진성능을 파악하기 위해서 실시한다. 내진성능 상세평가는

제4장에 기술되어 있다.

해설

본 요령은 국내의 전역에 광범위하게 분포되어 있는 일반국도상에 내진설계가 수행되지

않은 상태로 가설되어 공용중인 많은 수의 교량을 대상으로 내진성능평가를 보다

경제적이고 합리적으로 수행하기 위하여 “내진성능 예비평가”와 “내진성능 상세평가”로

구분하여 단계적으로 수행하도록 하였다. 수행절차는 우선적으로 “내진성능 예비평가”

수행을 통해 교량의 개괄적인 내진그룹을 분류하여 “내진성능 상세평가”가 시급한 교량의

우선순위를 결정하고, 이에 기초하여 발주처와 협의(정책적 판단)를 통해 “내진성능

상세평가”를 수행할 수 있는 방법을 제시하였다.

다만, 내진성능평가 대상교량의 수량이 많지 않거나 분포지역이 동일 시․군(광역시

이상은 동일 구) 이하의 행정구역으로 국한되어 내진중요도가 유사하다고 판단되면

“내진성능 예비평가”를 생략하고 “내진성능 상세평가”를 수행하여 내진성능수준에 따라

내진보강 우선순위를 정하여 내진성능을 확보하여도 무방하다.


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2.3.2 내진성능 평가절차

1. 본 요령에서 제시하는 내진성능 평가절차는 과 같다.

2. 내진성능평가는 본 요령에서 제시하는 바와 다르더라도 역학적으로 타당한

절차와 방법에 의해서 실시될 수 있다.

자 료 조 사(설계, 건설, 유지보수)

내진성능 예비평가(우선순위 결정)

내진성능 상세평가

교 각

받침지지길이

교 량 받 침

기 초

교 대

지 반 액 상 화

내진성능 평가절차


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3.1 일반사항

“내진성능 예비평가”는 교량의 내진성능 상세평가의 우선순위를 결정하는

판단자료를 제공한다.

해설

내진설계가 수행되지 않은 많은 수의 교량에 대하여 내진성능평가를 보다 경제적이고

합리적으로 수행하기 위해서는 “내진성능 예비평가”를 먼저 수행하여 교량의 개괄적인

내진그룹을 분류하여 “내진성능 상세평가”가 시급한 교량의 우선순위를 결정하고 이에

따라 “내진성능 상세평가”를 수행하는 것이 좋다. “내진성능 예비평가”를 수행하기

위해서는 교량 구성요소의 상세정보 보다는 교량이 위치한 지역의 지반가속도 크기,

교량의 기본제원 및 구조적 특성, 교량의 중요도 등 비교적 간단한 정보로부터

지진취약도를 산정하고 교량을 둘러싼 주위환경, 사회․경제적 영향 등을 종합적으로

판단하여 설정하는 것이 보편․타당하다.

본 요령에 제시된 “내진성능 예비평가”의 절차 및 방법은 일반국도상 교량을 대상으로

하여 개발되었으며, 특히 취약도와 영향도에 사용되는 지수 및 계수들은 일반국도상의

교량제원 및 정보를 토대로 통계분석 등을 통해 결정하였다.

“내진성능 예비평가”의 수행절차와 각 지수 및 계수들의 산정방법에 대한 이해를 돕고자

「평가요령․예제집」의 1장에 일반국도상 내진성능이 확보되지 않은 교량 129개소를

대상으로 “내진성능 예비평가”를 수행한 예제를 수록하였다.

만약, 일반국도상 교량이 아닌 고속도로 교량 또는 철도교 등에 본 요령의 “내진성능

예비평가” 절차와 방법을 적용하고자 한다면, 대상 시설물의 특성을 고려하여 지수 및

계수들(특히 영향도)을 합리적으로 수정한 후 적용하여야 한다.


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3.2 자료조사 및 정리

1. “내진성능 예비평가”를 위한 자료조사에는 “내진성능 예비평가”에 필요한

자료뿐만 아니라 “내진성능 상세평가”에 필요한 자료도 함께 조사하여

기록한다.

2. 자료조사에는 설계도서에 나타난 구조물관련 직접정보뿐만 아니라

현장조사를 통하여 구조물의 보수․보강 이력 및 상태, 현 구조물의 여건,

구조물 주위의 환경적 요인 등을 함께 조사하여 정리한다.

가. 일반사항 조사

(1) 교량명, 위치, 관리기관 등을 조사한다.

(2) 교량이 위치한 지진구역, 시설물의 내진등급, 지반조건 등을 조사한다.

(3) 준공년도, 준거 설계기준, 내진설계의 유무 등을 조사한다.

나. 설계도서 조사

(1) 교량시스템 및 각 구성요소의 제원 및 재료 특성 등을 조사한다.

(2) 교량의 종․횡단면도, 평면도, 지반지질도, 받침배치 상세도 등을 첨부한다.

(3) 보수․보강 등에 따른 내진성능의 변화 요인을 조사한다.

다. 현장조사

(1) 현 구조물의 상태 등을 조사하여 설계도서와의 차이점을 조사한다.

(2) 중요부착시설물, 하부기간망, 우회도로 상황 등을 조사한다.

라. 환경조사

(1) 재료 및 제원의 특성값에 영향을 주는 환경요인을 조사한다.

(2) 지진 외적인 보수․보강계획 등을 확인한다.

(3) 평균 일교통량과 같은 교통 환경, 사회경제적 여건을 고려한 교량의 중요도

또는 특이사항 등을 조사한다.


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3.3 평가기준

3.3.1 일반사항

1. “내진성능 예비평가”는 기존교량의 지진도, 취약도, 영향도를 고려하여

내진그룹화 한다.

가. 지진도(Seismicity) : 지진의 규모 및 발생환경에 의해 결정한다.

나. 구조물의 취약도(Vulnerability) : 구조물의 취약성, 기하학적인 형상,

형식에 의해 결정한다.

다. 사회경제적인 영향(Impact) : 교통량, 교량의 중요성 등에 의해 결정한다.

2. 내진그룹은 “내진보강 핵심교량”, “내진보강 중요교량”, “내진보강

관찰교량” 및 “내진보강 유보교량” 4개 그룹으로 분류하고 동 순서대로

우선순위를 부여한다.

3. 우선순위가 높은 내진그룹에 속하는 교량에 대하여 우선적으로

내진성능평가를 수행한다.

해설

내진성능평가 대상교량의 사회․경제․환경적인 요소를 지진도 등급, 취약도지수 및

영향도계수로 수치화하여 와 같은 절차에 따라 4개의 내진그룹으로 분류하고,

이를 토대로 내진성능 상세평가를 수행하기 위한 우선순위를 결정한다. 우선순위는

“내진보강 핵심교량”이 가장 높으며, “내진보강 중요교량”, “내진보강 관찰교량” 및

“내진보강 유보교량” 순으로 단계적으로 부여된다. 여기서 “내진보강 핵심교량”과

“내진보강 중요교량”은 대상교량의 규모가 크고 지진시 교량붕괴로 인한 직․간접적인

피해가 매우 심각할 것으로 예상되어 내진성능 상세평가를 통한 내진성능 확보가 시급한

교량을, “내진보강 관찰교량”과 “내진보강 유보교량”은 대상교량의 규모가 비교적 작고

지진시 교량붕괴로 인한 피해가 “내진보강 핵심교량”과 “내진보강 중요교량”에 비해


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상대적으로 작을 것으로 예상되어 정책적 판단 등에 의해 지속적인 관찰이나 평가 및

보강을 후순위로 유보할 수 있는 교량을 의미한다.

3.3.2 내진성능 상세평가의 실시 판단

1. “내진보강 핵심교량”, “내진보강 중요교량”에 대해서는 우선적으로

내진성능 상세평가를 실시하고, “내진보강 관찰교량”과 “내진보강

유보교량”에 대해서는 관할기관의 정책적 판단에 의거하여 내진성능

상세평가 실시여부를 결정한다.

2. 정책적 판단으로 중요하다고 판단되는 교량에 대해서는 내진그룹을 조정할

수 있다.

해설

교량의 내진그룹화는 지진도, 취약도, 영향도를 종합적으로 고려하여 정량화함으로써

수행된다. 이러한 정량화는 수많은 사례연구를 통하여 중요인자를 도출하고 각 인자의

참여계수를 합리적으로 설정하여 그 결과가 공학적으로 충분히 타당하다는 것을 입증하는

것이 매우 중요하다. 본 요령에서 제안된 취약도 및 영향도의 지수는 현 시점에서 매우

제한적인 사례연구를 통하여 제안된 것으로 향후 충분한 연구가 진행되면 수정․보완

되어야 한다. 따라서 정책적 판단으로 내진그룹의 변경이 가능하도록 한다.


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3.4 평가방법

3.4.1 지진도

지진도는 지진구역과 지반종류, 도시권역을 고려하여 과 같이

4개 그룹으로 분류한다.

지진도 등급 기준

지진

구역

도시권역

구 분

지 반 종 류

Ⅳ Ⅲ Ⅱ Ⅰ

Ⅰ도시 1 1 1 2

기타지역 1 1 2 2

Ⅱ도시 1 2 3 4

기타지역 2 3 4 4

해설

현 「도로교설계기준」에 따른 지진구역 Ⅰ 및 Ⅱ의 설계지진시의 지반가속도

(가속도계수)는 각각 0.11g, 0.07g이며, 지반종류에 따른 증폭비는 지반종류 Ⅰ, Ⅱ, Ⅲ, Ⅳ

일 때 각각 1.0, 1.2, 1.5, 2.0이다. 한편, 도시지역은 기타지역에 비해 지진위험도가

상대적으로 크므로 이를 고려하기 위하여 도시지역의 가속도계수는 기타지역의

가속도계수의 1.2배로 한다. 이에 따라 가속도계수를 산정하면 과 같다.

지진구역 Ⅰ의 재현주기 1,000년과 500년 설계지진의 가속도계수는 각각 0.154g,

0.110g이며, 지진구역 Ⅱ에서는 각각 0.098g, 0.070g이다. 따라서 지진도그룹은 0.154g,

0.110g, 0.098g, 0.070g를 기준값으로 하여 그 이상인 경우 각각 1, 2, 3, 4그룹으로

구분한다.


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지진도 그룹을 위한 지반가속도(g)

지진

구역

도시권역

구 분

지 반 종 류

Ⅳ(2.0) Ⅲ(1.5) Ⅱ(1.2) Ⅰ(1.0)

Ⅰ도시 0.264 0.198 0.158 0.132

기타지역 0.220 0.165 0.132 0.110

Ⅱ도시 0.168 0.126 0.101 0.084

기타지역 0.140 0.105 0.084 0.070

3.4.2 취약도

교량의 취약도는 지진으로 인해 교량이 붕괴되거나 손상 받기 쉬운 형태를

구분하는 것으로, 식(3.4.1)과 같은 교량 취약도지수(Vulnerability Index,

VI)로 나타낸다.

VI WEIGHT지수 PIER지수

SUPPORT지수 SKEW지수 AGE기준AGE현재 (3.4.1)

여기서, WEIGHT지수 : 상부중량 지수

PIER지수 : 교각형상 지수

SUPPORT지수 : 받침지지길이 지수

SKEW지수 : 교각받침의 사잇각 지수

AGE현재, AGE기준 : 교량의 건설 후 경과년수 및 기준수명(년)

취약도지수를 결정하는 각각의 지수는 다음과 같이 산정한다.

Wef f W×LENGTH×WIDTH m ks⋅ (3.4.2)

WEIGHT지수 CDFm

CDFW ef f CDFm

CDFm ks⋅ (3.4.3)


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여기서, Wef f : 상부유효중량(kN)

LENGTH : 연속경간장(m)

WIDTH : 교량폭(m)

W : 상부형식별 단위중량의 상대적인 비를 나타내는 계수

()

m, : Wef f의 분포가 정규분포라고 가정한 평균과 표준편차

ks : 모집단의 평균과 대상교량과의 차이를 나타내는 계수(실수)

CDF : 누적분포함수(Cumulative Distribution Function)

상부구조 형식별 W값

PSCB 1.0 RCT 0.4 PF 0.9

RCS 0.4 RCB 0.4 STB 1.0

RCH 0.4 PSCS 1.0 STI 0.7

PSCH 1.0 PSCI 0.8 SPG 0.8

※ PSCB : PSC박스거더교, RCS : RC슬래브교, RCH : RC중공슬래브교,

PSCH : PSC중공슬래브교, RCT : RC T빔교, RCB : RC박스거더교,

PSCS : PSC슬래브교, PSCI : PSC I빔교, PF : 프리플렉스거더교,

STB : 강박스거더교, STI : 강I거더교, SPG : 플레이트거더교

유효중량 Wef f와 WEIGHT지수의 관계


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PIER

P m ks⋅ (3.4.4)

PIER지수 CDFm

CDFPIERCDFm

CDFm ks⋅ (3.4.5)

여기서, : 교각높이(m)

P : 하부구조 형식별 계수()

m, : PIER의 분포가 정규분포라고 가정한 평균과 표준편차

하부구조 형식별 P값

GP 1.0 RP 0.8 RAP 0.5

SGP 1.0 TP 0.7 ARP 1.0

WLP 0.9 VP 0.6

※ GP : 중력식, SGP : 반중력식, WLP : 벽식, RP : 구주식, TP : T형,

VP : V형, RAP : 라멘식, ARP : 아치식

SUPPORT m ks⋅ (3.4.6)

SUPPORT지수 CDFm

CDFSUPPORTCDFm

CDFm ks⋅ (3.4.7)

여기서, SUPPORT : 교량에서 가장 취약한 연속부의 받침지지길이(m)

: 연속경간장(m)

m, : SUPPORT의 분포가 정규분포라고 가정한 평균과 표준편차

SKEW지수 에 따른 점수 (3.4.8)

여기서, : 교량의 받침선과 교축직각방향의 사잇각

( = 10° 미만, 30° 미만, 45° 미만, 60° 미만 및 60° 이상인 경우,

SKEW지수 = 0, 0.1, 0.2, 0.4, 0.5)


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교량 수명의 정량화(AGE현재AGE기준)를 위한 기준수명은 강교의 경우는

50년이고, 콘크리트교의 경우는 40년이다.

3.4.3 영향도

교량의 영향도는 교량이 지진으로 인해 피해가 발생할 경우에 이로 인한

사회 및 경제적인 영향을 고려하는 결정인자로 식(3.4.9)와 같이 교량

영향도계수(Impact Coefficient, IC)로 나타낸다.

IC ADT지수 LEVEL CATEGORY

UTILITY FACILITY DETOUR지수(3.4.9)

여기서, ADT지수 : 교통량 지수

LEVEL : 교량설계등급 지수

CATEGORY : 시설물종별 지수

UTILITY : 교량하부의 기간망 지수

FACILITY : 부착시설물 지수

DETOUR지수 : 우회도로 지수

영향도계수를 결정하는 각각의 지수는 다음과 같이 산정한다.

ADT m ks⋅ (3.4.10)

ADT지수 CDFm

CDFADTCDFm

CDFm ks⋅ (3.4.11)

여기서, ADT : 일 교통량(대)

m, : ADT의 분포가 정규분포라고 가정한 평균과 표준편차


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LEVEL

- 1 등교(DB24) : 1.0

- 2 등교(DB18) : 0.7

- 3 등교(DB13.5) : 0.4

CATEGORY

- 1종시설물(특수교량) : 1.0

- 1종시설물(특수교량제외) : 0.8

- 2종시설물 : 0.6

- 기타 : 0

UTILITY

- 철도 : 1.0

- 도로 : 0.7

- 수로 : 0.4

- 없는 경우 : 0

FACILITY

- 가스, 송유관, 상수도관, 통신케이블, 복합시설물(2개 이상) : 1.0

- 하수도관, 전력케이블, 각종 용수 및 기타시설물 : 0.5

- 시설물 없는 경우 : 0

DETOUR m ks⋅ (3.4.12)

DETOUR지수 CDFm

CDFDETOURCDFm

CDFm ks⋅ (3.4.13)

여기서, DETOUR : 우회도로 길이(km)

m, : DETOUR의 분포가 정규분포라고 가정한 평균과 표준편차


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3.4.4 내진그룹화

지진도, 취약도, 영향도를 산정하여 와 같은 결정과정을 통하여

기존교량을 “내진보강 핵심교량”, “내진보강 중요교량”, “내진보강 관찰교량”,

“내진보강 유보교량”의 내진등급으로 그룹화한다.

내진그룹화 방법


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4.1 일반사항

1. 교량의 구성요소 중 교각, 교량받침부, 받침지지길이, 교대, 기초 및 지반에

대해 내진성능 상세평가를 수행한다.

2. 내진성능 상세평가는 구성요소가 보유하고 있는 공급역량과 내진성능

평가기준지진에 대하여 각 구성요소에 요구되는 소요역량을 비교하여

평가한다.

3. 교량의 구성요소 중 교각의 평가지진하중은 교량 상부구조에서 교각으로

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별권 1. 기존시설물(교량) 내진성능평가요령·해설 및 예제집¸°존 시설물... · 2017-07-15 · 목 차 평가요령(2011) 평가요령해설(2015) ±? ·q