내진설계(Seismic design)

정의

• 건축물이나 구조물이 지진발생시 지진에 저항할 수 있도록 하는 구조적 목적의 설계를 의미하며, 구축 이후 건축물, 구조물에 영향을 미칠 수 있는 지진의 힘과 진동을 최소화함으로써 변형 및 파괴를 예방하고 구조물의 안전성을 보장하기 위한 설계
• (내)(천)설계지진에 의해 입력된 에너지를 충분히 견디거나, 소산시키거나, 저감시키도록 하여 시설물에 요구되는 내진성능수준을 유지하도록 구조요소의 제원 및 상세를 결정하는 작업

내진설계 고려사항

• 지역(지진구역), 지질의 특성, 예상되는 지진의 크기 등을 고려한 성능목표
• 설계 중인 구조물의 특성 : 구조물의 높이, 형태 등
• 구조물을 구성하는 자재의 종류 : 내진철근, 내진강이나 특수 콘크리트 등 특수 재료의 사용
• 특정 구조 요소 : 전단벽이나 크로스 브레이드 등
• 비구조 부품 : 기계, 전기, 배관시스템 등 비구조 요소에 대한 지진 저항 설계 반영

내진설계 종류

1. 내진구조

• 강한 규모의 지진파에도 전체적인 구조나 내부시설물 등이 붕괴, 파괴되지 않도록 철근 콘크리트 내진벽 등과 같은 부재를 설치하여 강한 흔들림에도 붕괴되지 않도록 하는 설계 방법이다.

2. 제진구조

• 다양한 종류의 제진장치를 활용하여 지진 에너지(관성에 의한 진동)를 감쇠시킴으로써 구조물에 가해지는 진동이 최소화 될 수 있도록 하는 설계 방법. 제진 장치는 건물이나 구조물의 강성, 감쇠 등을 제어하는 역할을 하며 주변에서 흔히 볼 수 있는 X자형 보강 등이 있다.

3. 면진구조

• 구조물과 지면 사이에 저층 고무 베어링, 고무 블록과 같은 면진 장치를 배치함으로써 지진에너지를 완화시키고, 구조물과 건축물의 피해를 최소화하는 설계 방법. 내진설계 공법 중 가장 안전하고 피해 규모도 작은 방법이나 설계비용과 공사비용이 고가인 단점이 있다.

4. 차진구조

• 면진구조에서 조금 더 진보한 형태로서, '건축물 또는 구조물이 지면으로부터 떨어진다면 어떨것'이라는 어린이의 발상으로부터 시작된 설계 기법. 2016년부터 호버크래프트(압축공기등을 활용한 공기부양 등), 자기장 같은 방식이 연구되고 있으나 일본 중심으로 연구가 추진되고 있다.
• 지진이 많이 발생하는 일본의 한 연구팀(국립방재과학기술연구소 외)에서는 2017년 건물아래로 분당 800l 공기분사를 통해 건물을 0.06mm 띄우는 장치를 개발했다고 발표하였다.

내진설계 의무 대상

• 「지진·화산재해대책법(행정안전부)」 제14조 내진설계기준의 설정에 따른 각 법령별 해당 구조물 및 건축물

• 「건축법 시행령(국토교통부)」에 따른 건축물의 내진설계 의무대상 확대 연혁

1988년	1995년	2005년	2015년	2017년 2월	2017년 12월
6층 이상 10만m2 이상	6층 이상 1만m2 이상	3층 이상 1,000m2 이상	3층 이상 500m2 이상	2층 이상 500m2 이상	2층 이상 200m2 이상

• (참고) 일반시민의 건축물에 대한 내진설계 법적 의무적용 여부 판단 및 지진대비를 위한 서비스 제공 : [우리집 내진설계 간편조회 서비스]

대한민국 내진설계 현황

• 대한민국은 1905년 지진계에 의한 지진계측이 최초로 시작되었으며, 지진 계측이 시작된 이래로 2016년 경주지진(규모5.8), 2017년 포항지진(규모5.4)이 최대 지진으로 기록되었으며, 이로인해 공공시설 및 민간시설과 대규모 인재 발생으로 국가적 피해가 극심하였다.
  

  연도별 국내 지진발생 추이(기상청)
• 2022년 말, 국토교통부 '전국 건축물 내진 확보 현황'에 따르면 2022년도 말 기준 국내 전체 건축물 735만 6천 214동 중에서 내진 성능이 확보된 건축물은 98만 4천502동으로 전체의 13.4% 수준에 그쳤으며, 내진설계 의무 대상 건축물 616만 6천791동 중에서도 내진 확보 비율은 16%로 20%도 미치지 못하는 실정이다.
• 서울시 지진안전포털에 의하면 2023년 6월 기준 서울시 내 건축물 중 내진성능이 확보된 건축물 비중은 20%로 낮은 비율을 보였으며 비주거용 건축물의 경우 내진율이 21.4%, 주거용 건물은 19.4%의 결과를 보인다.
• 특히, 주거용 건축물 중 아파트와 같은 공동주택을 제외한 단독주택의 내진율은 6.8%로 내진보강이 반드시 필요한 결과를 보이며, 공동주택은 45.9%로 나타났다.
• 서울시 의료시설도 49.5%, 교육연구시설은 30.9%로 모두 과반수에도 미치지 못하고 유일하게 업무용시설이 71.6%로 내진율 50% 이상을 보인다.

시설물별 내진설계기준 현황

• 주요 시설물별 내진설계기준과 그에 대한 사항을 시설물 특성에 따라 분류하여 전문·체계적으로 관리하고 있다.

대상시설	설계기준명	관련부처
건축물	건축물 내진설계기준	국토교통부
공항시설	공항시설 내진설계기준	국토교통부
수문	하천내진설계	국토교통부
도로시설물	교량 내진설계기준, 터널 설계기준	국토교통부
도시철도	도시철도 내진설계기준	국토교통부
철도시설	철도설계기준	국토교통부
고속철도	철도설계기준	국토교통부
댐(다목적/일반)	댐 설계기준	환경부
학교	학교시설 내진설계기준	교육부
항만시설	항만 및 어항 설계기준	해수부
병원	건축물 내진설계 기준	보건복지부

내진설계 기준 세부 내용

• 지진구역 I, II으로 구분하여 재현주기 2,400년 지진(진도 VII)에 견딜 수 있도록 내진설계기준을 시행하고 있다.

(출처 : 국토안전관리원 지진정보관)

제정 및 개정 년도	설계기준 지진의 재현주기	내진설계 적용 대상
1988년 (최초도입)	-	6층 이상 혹은 연면적 100,000m2 이상 바닥면적 10,000m2 이상인 판매시설 5,000m2 이상인 관람집회시설 1,000m2 이상인 종합병원, 발전소 및 공공업무시설
2000년 (개정)	동적해석법 추가
2005년 (개정)	비선형해석법 / 내진설계 특별고려사항 추가	3층 이상 건축물 연면적 1,000m2 이상
2009년 (개정)	상세 지진재해도, 내진설계 범주 설정 상세한 구조형식 분류
2016년 (개정)	성능설계법, 건물외 구조물의 내진설계 면진구조물의 내진설계 추가	3층 이상 건축물 연면적 500m2 이상
2019년 (개정)	건설기준 코드체계 표준화에 따라 개편 지하구조물의 내진설계 추가	2층 이상 건축물 연면적 200m2 이상

• 내진등급은 시설물의 중요도에 다라서 내진특등급, 내진 I 등급, 내진 II 등급으로 분류된다.
• 시설물의 구체적인 내진등급 분류 기준은 해당 시설물의 내진설계기준에서 정의하는 것이 일반적이다.

내진등급 상세

등급	상세 내용
특등급	지진 시 매우 큰 재난이 발생하거나, 기능이 마비된다면 사회적으로 매우 큰 영향을 줄 수 있는 시설
I 등급	지진 시 큰 재난이 발생하거나, 기능이 마비된다면 사회적으로 큰 영향을 줄 수 있는 시설
II 등급	지진 시 재난이 크지 않거나, 기능이 마비되어도 사회적으로 영향이 크지 않은 시설

• 지진에 대한 건축물의 중요도는 용도 및 중요도에 따라 특, 1, 2, 3 으로 분류한다.

중요도	내진등급	중요도 계수	상세 내용
중요도(특)	특	1.5	연면적 1,000m2 이상인 위험물 저장 및 처리시설 연면적 1,000m2 이상인 국가 또는 지방자치단체의 청사, 외국공관, 소방서, 발전소, 방송국, 전신전화국 종합병원, 수술시설이나 응급시설이 있는 병원 지진, 태풍 또는 다른 비상시 긴급대피수용시설로 지정한 건축물
중요도(1)	I	1.2	연면적 1,000m2 미만인 위험물 저장 및 처리시설 연면적 1,000m2 미만인 국가 또는 지방자치단체의 청사, 외국공관, 소방서, 발전소, 방송국, 전신전화국 연면적 5,000m2 이상인 공연장, 집회장, 관람장 등 아동관련시설, 노인복지시설, 사회복지시설, 근로복지시설 학교, 병원 5층 이상인 숙박시설, 아파트, 기숙사 등
중요도(2)	II	1.0	중요도 (특), (1)에 해당하지 않는 건축물
중요도(3)	II	1.0	농업시설물, 소규모 창고 및 가설구조물 등

관련규정

• 지진·화산재해대책법(행정안전부)
• 건축법시행령(국토교통부)

관련용어

• 내진보강설계
• 내진보강공사
• 교량내진설계
• 내진성능평가
• 내진성능목표(Seismic performance objectives)