내진설계와 내진성능평가에 사용되는 지진하중의 차이

내진설계와 내진성능평가에 사용되는 지진하중의 차이

1. 개요

내진설계와 내진성능평가는 모두 동일한 재현주기 지진을 기반으로 하지만, 실제 구조물에 적용되는 지진하중의 크기와 해석 방식은 분명한 차이를 보입니다. 이는 각 방식이 추구하는 설계 철학, 평가 목적, 해석 접근법에 따라 달라지며, 구조물의 상태나 생애주기에 따라 그 적용 기준 또한 달라집니다.

본 글에서는 내진설계와 내진성능평가에서 사용되는 지진하중의 개념과 적용 방식의 차이를 핵심적으로 비교하여 구조 실무자와 학습자에게 통찰을 제공하고자 합니다.

2. 내진설계 vs 내진성능평가 지진하중 비교

구분	내진설계 (Seismic Design)	내진성능평가 (Seismic Performance Evaluation)
목적	신설 구조물에 대해, 설계기준에 따라 미래 상태에서의 최소한의 내진성능 확보	기존 구조물에 대한 현재 상태에서의 내진성능을 평가하여 구조안전성과 내진보강의 필요성을 정밀하게 판단
지진하중 정의	기준지진은 최대고려지진(MCE)의 2/3 수준 → 설계지진(DBE)으로 사용	기준지진(MCE)을 그대로 100% 적용 → 평가지진으로 사용

 - 최대고려지진(maximum considered earthquake ; MCE)

  : 내진설계에서 고려하는 가장 큰 지진으로서 국가지진위험지도의 2,400년 재현주기를 갖는 지진

- 설계지진 (Design Earthquake ; DE, Design basis earthquak ; DBE)

  : 기준지진에 중요도계수 및 위험도계수를 곱한 지진

3. 지진하중 적용 근거

내진설계와 내진성능평가에서 지진하중을 각각 2/3 또는 100% 적용하는 이유는 다음과 같다.

구분	내진설계 기준지진의 2/3 적용 이유	내진성능평가 기준지진 100% 적용 이유
보수성 철학	하중계수, 강도감소계수 등 이미 보수적 계수 적용 → 하중 감소 반영	실제 상태 성능 정밀 평가가 목적 → 하중을 줄이면 오히려 왜곡
해석 방법	선형해석 위주 → 비탄성 거동 보상 위해 하중을 2/3로 낮춤	비선형해석 위주 → 하중 감축 없이 실제 응답을 직접 해석
비탄성 고려	연성, 에너지 흡수능력 부족 → 하중 감소로 간접 반영	연성, 손상, 비탄성 거동 모두 해석에 직접 반영
지진 발생 확률	2,400년 재현주기 MCE는 발생확률 낮음 → 과도 보수 방지	낮은 확률이라도 실제 해당 지진에 대한 구조물 성능을 보는 게 목적
적용 방식	전체 구조물의 평균 성능을 확보하기 위한 정책적 설계	현재 구조물의 실질 성능을 평가하기 위한 정밀 분석

4. 결론

내진설계는 안전 여유와 보수성을 확보하기 위해 최대고려지진의 2/3 수준의 하중을 설계지진으로 사용하며, 내진성능평가는 구조물의 실제 상태와 응답을 정밀히 평가하기 위해 최대고려지진 자체를 그대로 사용한다. 따라서 동일한 재현주기를 가진 지진이라도 두 방식 간 하중 크기와 해석 접근은 명확히 다르며, 구조물의 생애주기 단계에 따라 합리적인 기준 적용이 중요하다.

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※ 본 포스팅은 김두기 교수님의 유튜브 강의 「6.10 내진설계와 내진성능평가에서 지진하중이 다른 이유」를 바탕으로 구조공학 실무자의 입장에서 요약·해석한 글입니다. 강의 원문은 아래 링크에서 확인하실 수 있습니다.

[이야기] 6.10 내진설계와 내진성능평가에서 지진하중이 다른 이유