비탈면 내진설계

1 내진설계 개요

일반적으로 도로의 등급은 지역별 지진재해 발생가능성과 중요도에 따라서 다음과 같이 내진Ⅰ등급도로와 내진Ⅱ등급 도로로 구분하는데, 본 과업구간은 일반국도로서 내진Ⅰ등급도로에 해당된다.

따라서 내진성능 목표는 내진설계시 재현주기 100년(기능수행수준) 또는 1000년(붕괴방지수준)에 해당하는 기준을 내진 설계치로 사용하였다. 또 내진설계 기준적용시 설계대상 지역의 지질 및 지반 특성을 고려하므로서 합리적인 지반가속도를 결정하여 설계에 적용하였다.

가. 검토구간 선정

지진하중에 대한 안정성 검토는 쌓기 및 깎기비탈면에 대하여 수행하였고 검토위치는 지반조사 결과를 고려하여 선정하였다

구 분	깎기 비탈면 검토 구간	보강토 옹벽구간
대 표 단 면	깎기 구간(STA. 5+500)	STA. 3+840

나. 검토방법

검토 내용	검토 방법 및 적용 프로그램
비 탈 면 내 진	∙ 등가정적 해석법 ➜ Talren97, 구조계산식 이용

 

2 내진설계 기준설정

대상 구간의 위치, 중요도를 고려하여 내진설계 상위개념인 내진등급과 내진설계 성능수준 및 설계지반운동수준을 결정하고, 이에 부합하는 설계지진가속도와 허용안전율 및 변위를 결정 하였다.

내진설계기준은「도로교 설계기준(1999)」,「도로교 표준시방서(1999)」,「주요시설물의 내진설계성능 기준(안)(1998)」및「내진설계 기준연구(Ⅱ)(1997)」을 바탕으로 결정하였다.

가. 내진설계 규정

1) 내진등급

구 분	등 급 별 적 용 시 설 물
내진 특등급	∙ 파괴시 큰 재난이 초래될 수 있는 시설물 ∙ 기능이 마비될 경우 사회적으로 큰 영향을 줄 수 있는 시설물
내진 Ⅰ 등급	∙ 사회 국가적으로 주요한 시설물
내진 Ⅱ 등급	∙ 일반 시설물

2) 설계 성능수준

구 분	시 설 물
기능수행수준	∙ 구조물에 심각한 구조적 손상이 발생하지 않고 지진시나 지진경과 후에도 구조물 기능은 정상적으로 유지될 수 있는 성능수준
붕괴방지수준	∙ 구조물에 제한적인 구조적 피해는 발생하나 긴급보수를 통해 단시간에 구조물로서 기능이 발휘될 수 있는 수준

3) 재현주기별 성능수준

재현주기 성능수준	50년	100년	200년	500년	1000년	2400년
기능수행수준	내진 II 등급	내진 I 등급	내진특등급	-	-	-
붕괴방지수준	-	-	-	내진 II 등급	내진 I 등급	내진특등급

4) 내진 성능수준 결정

등 급	내진성능 수 준	재현주기	검토내용	성 능 수 준
내진 1등급	붕괴방지수준	1000년	∙ 지반액상화 ∙ 교량기초 ∙ 토공구조물	∙ 설계지진 작용시 구조물에 상당한 변형, 손상은 발생할 수 있지만 대규모 피해가 초래되는 것은 방지할 수 있는 수준

5) 지진구역 계수

지진구역	행정구역		지진구역계수(g)
Ⅰ	시	∙서울특별시, 인천광역시, 대전광역시, 부산광역시, 대구광역시, 울산광역시, 광주광역시	0.11
	도	∙경기도, 강원도 남부(1), 충청북도, 충청남도, 경상북도, 경상남도, 전라북도, 전라남도 북동부(2)
Ⅱ	도	∙강원도 북부(3), 전라남도 남서부(4), 제주도	0.07

주) (1) 강원도남부：영월, 정선, 삼척시, 강릉시, 동해시, 원주시, 태백시

(2) 전남북동부：장성, 담양, 곡성, 구례, 장흥, 보성, 여천, 화순, 광양시, 나주시, 여천시, 여수시, 순천시

(3) 강원도북부：홍천, 철원, 횡성, 평창, 양구, 인제, 고성, 양양, 춘천시, 속초시

(4) 전남남서부：무안, 신안, 완도, 영광, 진도, 해남, 영암, 강진, 고흥, 함평, 목포시

 

6) 위험도 계수

재현주기	50년	100년	200년	500년	1000년	2400년
위험도계수	0.4	0.57	0.73	1.0	1.4	2.0

7) 내진설계기준 결정

내진등급	재현주기	지진구역계수	위험도계수	설계지진가속도
내진1등급	1000년	0.11	1.4	0.154g

8) 지진시 비탈면 허용안전율

- 국내･외 기관별 허용안전율

구 분	허용안전율
항만 및 어항시설 지진설계표준서	∙ 가정된 파괴형상의 도심에 설계지진하중 작용	Fs ≥ 1.0
도로설계요령	∙ 지진을 고려할 때	Fs ≥ 1.1 ~ 1.2

9) 설계적용 허용안전율

구 분	최소안전율	적용근거
지 진 시	Fs ≥ 1.1	∙ 도로설계요령

 

3 내진안정성 검토

가. 깎기 및 쌓기비탈면 내진안정성 검토

구 분	깎기 비탈면 (STA. 5+500)	보강토 옹벽구간 (STA. 3+840)
해 석 결 과		구조계산식 이용
	Fs = 1.25 > 1.1 O.K	Fs = 1.94 > 1.1 O.K

 

나. 내진안정성 검토결과

지진시 쌓기 및 깎기 비탈면에 대한 내진안정성 검토 결과 모두 허용안전율을 만족하며 안정한 것으로 분석되었다.

 

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