1.서 론

한반도는 지진학적으로 판구조 운동으로 인한 국지적 응력이 축적되어 지진이 발생할 수 있는 판 내부에 속하며 발생지진도 판 내부지진의 특성을 갖고 있다. 판 내부지진은 판 경계지진에 비하여 지진의 시공간 분포가 불규 칙적이므로, 예측이 쉽지 않으며 지진발생 빈도가 낮고 우발적이라 할 수 있 다 [1]. 하지만 최근 들어 울진 (2004, 규모 5.2), 오대산 (2007, 규모 4.5) 등 중규모 지진활동이 한반도 지역에서 비교적 활발하였으며, 발생한 지진들 은 주로 남동부 일대에 집중적으로 발생하였다 [2, 3]. 최근 경북 경주 남남 서 8 km 떨어진 지역에서 발생한 지진 (경주지진, ‘16. 9. 13, 규모 5.8)은 지진계측이 시작된 1978년 이후 관측된 지진기록 중에서 가장 큰 규모의 지진이며, 진원이 분포하는 일대는 다수의 고지진학적 지진발생 기록이 있 는 양산단층과 울산단층 등이 분포하고 있다 [4-6]. 지진계측의 기간이 길 지 않으며 중규모 이상의 지진 발생빈도가 낮은 한반도의 특성상 국내의 계 기지진에 대한 정보가 부족한 실정에서 비교적 많은 관측소에서 일정 크기 이상의 지진파가 계측된 경주지진은 다양한 관점에서 연구가치가 있다고 볼 수 있다.

중약진 지역의 경우에는 지진발생 빈도가 낮은 판 내부지진의 특성 때문 에 지진에 대한 대비가 소홀해 질 수 있으나 도시화로 인한 인구 및 건축물 밀집 등은 지진발생시 재해의 증폭이 쉽고 그 파급효과가 크게 나타나 막대 한 규모의 사회⋅경제적 피해를 야기할 수 있다 [7, 8]. 하지만 일정 지역에 서 발생 가능한 지진을 사전에 예측하는 것은 현재로서는 불가능하며, 지진 발생 자체를 억제하는 것도 불가능하다. 또한 진원에서의 강력한 에너지 발 산에 따라 생성된 지진파가 공간으로 전파되며 크기가 변화되거나 실제 구 조물이 위치하는 토사 지층을 통과하면서 지진파의 동적 특성이 다양해 질 수 있다 [9, 10]. 따라서 지진재해 저감을 위한 사전연구의 관점에서 지진원 의 특성을 명확히 파악하고 구조물과 연관된 내진 공학적 측면에서 계기지 진을 심도 있게 분석하는 것이 현 시점에서 요구된다.

과거에는 계기지진의 분석에 있어 최대지반가속도 (Peak ground acceleration, PGA)를 잠재적인 지진손상도로 판단하는 기준이 사용되었 으나 [11] 다수의 최신연구에서는 구조물의 지진피해는 최대지반가속도 보다 지반운동의 지속시간, 스펙트럴 가속도 특성 등이 보다 중요하다고 언 급하고 있다 [12, 13]. 이는 계측된 지진에 대하여 최대지반가속도만이 아 니라 지진기록 전체에 대한 보다 정확한 파형분석을 수행하여 지진파의 특 성을 분석해야 함을 의미한다.

이에 따라 국내의 건축구조기준 (KBC 2016) [14]에서는 신축 건축물 의 내진설계의 적용을 전제로 국내 시⋅군의 행정구역별 발생가능한 지진 재해도를 제시하고 있는데, 건축물에 대한 지진파의 영향을 물리적 최대값 을 의미하는 최대지반가속도가 아닌 가속도 응답스펙트럼 상에서 가속도 가 가장 크게 분포되는 영역 즉, 구조물에 인입되는 지진에너지가 가장 크다 고 판단되는 영역에 초점을 맞춘 유효최대지반가속도 (Effective peak ground acceleration, EPGA) 개념을 사용하고 있다. 일반적으로 지진 지 체구조적 환경이 달라지면 지진동의 전파과정에서 동적특성이 달라지게 된다. 국내 내진설계기준의 지진위험도에 활용되는 유효지반가속도의 산 출은 관련연구의 수행 당시 한반도 계기지진에 대한 자료가 충분치 않은 이 유로 국내와 지체구조적 특성이 상이한 강진지역인 미국 서부에 대한 연구 결과 및 산출방법을 준용하고 있어 우리나라의 지진동 특성이 충분히 반영 되었다고는 볼 수 없다. 따라서 지진계측 이후 최대 규모인 경주지진의 지진 파 분석을 통한 유효최대지반가속도 분석은 향 후 국내 내진설계기준의 지 진재해도 또는 설계응답스펙트럼 설정에 매우 중요하다.

본 연구에서는 우리나라의 지진기록에 대한 분석을 토대로 유효지반가 속도 산출방법을 정리하였으며, 최근 발생한 경주지진을 대상으로 국내 주 요 관측소의 측정기록을 이용하여 유효지반가속도를 분석하였다. 이를 위 하여 국내 내진설계기준 상에서 유효지반가속도의 산출을 위해 준용된 미 국의 Applied Technology Council 의 방법론[15]을 분석한 후, 국내 계기 지진의 특성을 해당 방법론에 반영하고자 최근 20년간 국내 주요 관측소에 서 측정된 지진기록의 탄성 가속도 및 속도 응답스펙트럼을 분석하였다. 응 답스펙트럼에 대한 통계적 분석결과를 바탕으로 국내 유효지반가속도의 산출에 적용되는 주요 계수를 도출하였으며, 최종적으로 일정 크기이상의 지진기록이 다수 관측된 경주지진의 주요 관측소 자료에 기반하여 유효지 반가속도를 진앙거리, 지반조건, 가진 방향 등 다양한 요인에 따라 평가 및 분석하였다.

2.유효최대지반가속도 (Effective Peak Ground Acceleration)

Newmark와 Hall[16]에 의해 도입된 유효가속도 (Effective acceleration) 는 지진이 내포하고 있는 구조물의 손상 가능성 (Damage potential)을 정 량화하기 위하여 도입된 개념으로서 지표면의 자유장 운동 (Free-field motion)에서 계측된 지진가속도와는 차이가 있으며 가진되는 지역의 범위, 가진파의 주파수 성분, 진원거리, 감쇠특성, 구조물 및 기초의 동적특성 등 에 따라 변동하게 된다. 유효최대지반가속도 (Effective peak ground acceleration, EPGA)는 가공된 가속도 값으로 다양한 정의와 해석이 존재 한다. ATC 3-06[15]에서는 최대지반가속도(Peak ground acceleration, PGA)에 의해 정확히 반영될 수 없는 지진에 의한 실제 구조물의 손상가능 성을 나타내고자 유효최대지반가속도 개념을 도입하였고 이를 Fig. 1과 같 이 설명하고 있다. 보통의 지속시간을 갖는 지진기록의 5% 감쇠 탄성 응답 스펙트럼을 작성한 후 0.1~0.5초 범위의 스펙트럼 추이를 직선으로 나타내 고 이 범위의 가속도를 정규화 계수 (Normalizing factor)로 나누어 유효최 대지반기속도를 산정한다. 이상의 내용을 수식적으로 정리하면 다음과 같 이 나타낼 수 있다.

여기서, T_s와 T_o는 유효최대가속도 결정시 고려하는 주기영역의 상⋅하 한치, SA(t)는 스펙트럴 가속도, a_F는 정규화 계수이고 ATC 3-06에서는 T_s = 0.1, T_o = 0.5, a_F = 2.5를 유효최대가속도 산출에 적용하였다.

국내에서는 1997년 국토교통부의 내진설계기준연구 I [17]에서 지진재 해도 지도의 작성 시 유효최대지반가속도의 개념이 도입되었다. 하지만 해 당단계에서는 관련 분야의 연구가 충분하지 못한 관계로 ATC 3-06의 절차 및 주요 계수를 대부분 준용하였다. 국내 내진설계기준 상의 지진재해도는 구조물을 설계할 지역의 예상지진강도에 대한 노출정도를 표현한 것으로, 국내 시⋅군 등의 행정구역의 경계를 사용하여 지진구역 I, II로 나타내었 다. 일반적으로 각 지역에서 예상할 수 있는 최대유효지반가속도 (EPGA) 를 구조물에 직접적인 영향을 주는 것으로 판단할 수 있으며, 이 값을 토대 로 설계기준 상의 구조물 설계를 위한 지진구역별 지역계수가 결정되었다.

3.국내 계기지진 분석을 통한 정규화 계수 도출

3.1.국내 지진기록의 응답스펙트럼 특징

본 연구에서 고려한 지반운동기록은 최근 20년간 한반도에서 발생한 20 건의 지진에 대한 한국지질자원연구원과 한국기상청의 지진 관측소 데이 터이다. 지진 발생 일시, 규모, 위치, 진앙거리 등과 같은 상세 정보는 Table 1에 정리하였다. 지반운동기록은 중규모 지진을 대표하는 것으로 2.3~5.08 범위의 규모, 3.0~674.8 km범위의 진앙거리 특성을 나타내었으며, 지역별 로는 경상지역이 7건으로 가장 높은 지진발생 비율을 보였다. 한국지질자 원연구원 및 기상청에서 제시하는 Analyst 프로그램을 사용하여 지진관측 소 측정데이터의 처리를 수행하였으며, 수집된 원시자료의 처리에 있어서 정확한 계산에 장애가 되는 요소를 신호의 특성별로 초기 필터링을 실시하 였다. 또한 각 관측소에서 관측한 2개성분 (동서, 남북방향)을 이용하였고 실제 응답스펙트럼을 계산할 때 주파수의 범위는 0.1 Hz부터 50 Hz 범위 까지 0.1Hz씩 증가시키면서 약 500개의 주파수를 고려하였다.

Fig. 2에서는 국내 지진기록의 가속도 응답스펙트럼을 스펙트럴 형상 (Spectral shape)과 크기에 영향을 미치는 진앙거리와 지진규모의 변화에 대하여 비교한 것이다. 지진 규모가 커질수록, 응답스펙트럼상의 최대가속 도응답은 증가하고, 최대가속도응답이 발생하는 지배주기 (predominant period)는 장주기영역으로 이동하는 경향을 보였다. 또한 응답스펙트럼 하 단의 면적 즉, 그래프의 폭이 커지는 경향을 확인할 수 있다. 앞선 경우와 마 찬가지로 진앙거리가 증가함에 따라 최대가속도응답은 감소하며, 지배주 기는 변동이 거의 없었다. 지진규모와 진앙거리의 변동에 상관없이 최대가 속도응답이 발생한 후에 가속도응답이 급격하게 감소하는 경향을 보였다.

국내 지진기록의 특징과 더불어 응답스펙트럼의 주파수별 변동폭을 나 타내는 정규화 계수를 도출하기 위하여, 우선 가속도 스펙트럼 성분이 집중 되어 지진에너지가 높게 분포하는 가속도 일정구간과 가속도 응답이 주기 에 반비례하여 감소하는 속도 일정구간으로 구분하였다. 가속도 및 속도일 정구간을 구분하기 위하여 국내 지진기록의 계측결과에 기반한 속도 응답 스펙트럼을 작성한 후 이를 대표할 수 있도록 응답스펙트럼을 선형화 하였 다. 선형화에서는 이선형 응답스펙트럼과 실제 스펙트럼 하단의 면적차가 최소가 되도록 최소자승법 (Least standard error)을 사용하였다. Fig. 3과 같이 선형화된 응답스펙트럼의 변곡점을 기준으로 가속도 및 속도일정구 간을 구분하였다. 국내 지진기록의 특성상 속도일정구간이 시작된 이후에 속도스펙트럼의 감소세가 뚜렷이 나타나지 않고 일정수준으로 유지되는 경향을 반영하여 변위 일정구간의 범위를 별도로 구분하지 않았다. 최종적 으로 가속도 및 속도일정구간의 결정결과는 Fig. 4에 나타내었다.

이상화한 가속도 및 속도일정구간을 바탕으로 유효지반가속도의 산출 시 적용되는 정규화 계수를 도출하였다. 정규화 계수는 최대지반가속도와 속도에 대한 스펙트럴 가속도와 속도의 비로, 이를 고려한 유효지반최대가 속도는 최대지반가속도에 비해 응답 스펙트럼 형상에 대한 보다 많은 정보 를 제공한다고 할 수 있다. ATC 3-06에서는 고려하는 정규화 계수 2.5는 강진지역인 미국 서부의 지진기록을 대상으로 Newmark and Hall의 연구 [16, 18]에서 적용한 5% 감쇠 탄성응답스펙트럼을 위한 최대유효지반가 속도의 정규화 계수 2.71과 최대유효지반속도의 정규화 계수 2.30에 근거 한 것으로 알려져 있다.

정규화 계수의 도출에 앞서 각 지진별 관측된 지반진동 자료들은 측정거 리, 지진규모, 지반조건 등의 다양한 인자들의 변화에 따라 서로 다른 최대 지반가속도 값을 가지고 있어 지반운동을 분석하여 얻어진 개별 응답스펙 트럼을 단순하게 조합하여 통계적으로 처리하는 것은 의미가 없다 [19]. 일 반적으로 최대지반가속도에 대해 각각의 응답스펙트럼을 정규화 하는 것 이 일반적이며 주로 다음과 같은 2가지 방법이 사용된다 [20].

본 연구에서는 가장 보편적으로 사용되는 두 번째 방법으로 응답스펙트럼 의 정규화를 실시하였다. 정규화된 5% 감쇠 탄성응답스펙트럼에 Fig. 4. 에서와 같이 최대지반가속도와 속도를 함께 표시하였다. 주파수별 정규화 된 5% 감쇠응답스펙트럼의 분포는 대수정규분포를 따른다고 가정하였다. 그림에서 적색 실선은 정규화된 5% 감쇠응답스펙트럼의 분포에서 50% 백 분위 (mean) 스펙트럼을 나타내며 청색실선은 84.1% 백분위 (mean + 1standard deviation)를 나타낸다. 이와 같은 50% 및 84.1% 백분위 스펙 트럼에 대한 최대지반가속도와 속도의 비를 토대로 가속도 및 속도일정구 간의 정규화 계수를 도출하였다. Table 2(a)에서는 지진규모와 진앙거리별 로 가속도와 속도 응답스펙트럼의 정규화계수를 정리하고 있다. 본 연구에 서 구한 정규화 계수와의 직접적인 비교를 위하여 Newmark and Hall의 연 구에서 도출한 5% 감쇠 탄성스펙트럼을 위한 정규화 계수는 Table 2(b)에 제시하였다. 강진지역과 비교할 때 국내지진의 가속도 일정구간은 단주기 영역에 집중적으로 분포하고, 단주기 영역의 스펙트럼 응답의 변동폭이 작 게 나타났다. 이로 인하여 강진지역 대비 약 65% 수준의 정규화 계수가 도 출되었다. 이와 달리 속도일정구간에서는 응답스펙트럼의 변동폭이 큰 범 위로 증가하여 강진지역과 비교하여 35% 증가한 정규화 계수가 산출되었 다. 특징적으로 국내 지진기록의 경우에는 지진규모가 커지고 진앙거리가 증가할수록 응답스펙트럼의 변동폭이 증가하여 정규화 계수가 커지는 것 을 확인할 수 있다.

4.경주지진의 유효최대지반가속도 분석

4.1.경주지진의 응답스펙트럼 특징

본 연구에서 고려한 경주지진기록은 Table 3에서 보는 것과 같이 일정 수준이상의 지진파가 계측된 16개 관측소 (한국기상청 : 13개, 한국지질자 원연구원 : 3개) 데이터이다. 관측소의 분포는 진앙거리 5.86~311.2 km의 범위 내에 위치하며, 관측소 지반조건은 S_B 및 S_C지반인 것으로 파악된다. 관측소 지반조건의 구분은 각 관측소별로 정확한 지반정보 확보가 제한되 기 때문에 관측소 인근 100 m의 시추공 정보를 통해 지반지층의 분포를 확 인하였으며, 지반지층의 대표 전단파속도를 이용하여[21] 관측소의 상부 30 m 토층의 평균 전단파속도, V_s30를 다음의 식을 통하여 계산하였다[13](2).

여기서 d_i는 심도 30 m까지 i번째 토층의 두께(m), V_si는 i번째 토층의 전 단파 속도 (m/sec)이다.

Fig. 5(a)와 (b)에서 보는 바와 같이 경주지진으로 인하여 진앙부근의 관 측소에서 최대 0.29 g의 최대지반가속도가 관측되었으며, 응답스펙트럼에 서 확인할 수 있듯이 약 0.1초 미만 (10 Hz 이상의 고주파 대역)의 단주기 영역이 가속도 지반운동의 탁월 주기(Dominant period)영역으로 파악되 었다. 앞서 언급한 20년간 발생한 지진기록에서와 유사하게 진앙거리가 커 지더라도 탁월 주기 영역이 두드러진 변화는 관찰되지 않았으나, 가속도 일 정구간의 범위는 넓어지는 것을 확인할 수 있다.

Ben-Menahem과 Singh [22]에서는 지반 운동의 우세 주파수, f_p가 다 음과 같은 관계를 가진다고 제시하였다.(3)

여기서 H는 진원깊이, β_s는 진원에서 전단파 속도, T는 단층이동 시간, Δ는 진앙거리이다. 변수 중에서 탁월 주파수에 가장 큰 영향을 미치는 것 은 단층이동 시간으로 알려져 있다 [23]. 경주지진의 우세 주파수가 10 Hz 이상의 고주파수 영역에 집중된 것은 단층 운동이 빠른 시간 내에 이루어져 지반탄성에너지가 빠른 시간 내에 방출되었다는 것을 알 수 있다. Fig. 5(c) 와 (d)는 경주지진의 속도 응답스펙트럼으로, 약 0.1~0.2초 사이에서 가속 도 일정구간과 속도 일정구간의 경계가 형성됨을 보여준다. 또한 변위 일정 구간으로 전이되는 구간이 뚜렷이 나타나지 않고 속도 일정구간 영역이 지 배적으로 나타났다.

4.2.유효최대지반가속도 분석

본 연구에서는 경주지진의 유효최대지반가속도를 산출함에 있어 앞서 국내 지진기록의 응답스펙트럼 특징을 토대로 결정한 주요 계수들을 활용 하는 방법과 기존에 일반적으로 적용되던 ATC 3-06의 주요 계수들을 활용 하는 방법 등 두 방법을 모두 활용하였다. 따라서 유효최대지반가속도의 산 출방법 계산 시 고려하는 주기구간 (가속도 일정구간)과 정규화 계수를 변 수로 다음과 같이 총 4가지 Case로 나누어 분석을 수행하였다.

이 때 국내 설계스펙트럼에서 고려하는 가속도 일정구간은 국내내진설계 기준에서 제시하는 탄성설계응답스펙트럼의 주기 축에 대하여 가속도 응 답이 평행한 구간으로 단주기 설계 스펙트럼가속도,S_DS와 1초주기 스펙트 럼가속도, S_D1로부터 계산되어 지는 주기의 상한치 (T_s =S_D1/S_DS)와 하 한치 (T_o = 0.2S_D1/S_DS)로 제시되어 있다. 지진구역 1에 해당하는 지역계 수 0.22를 적용하면 국내 설계스펙트럼에서 고려하는 가속도 일정구간의 주기범위는 약 0.1~0.5초 범위로 결정된다.

Fig. 6에서는 4가지 Case에 따라 산출된 최대지반가속도와 유효최대지 반가속도를 비교하고 있다. Case 1과 같이 국내 지진기록의 특성에 따라 0.15초 미만을 가속도 일정구간으로 고려하면 경주지진의 경우 극히 단주 기 영역에 가속도 스펙트럼 성분이 지배적으로 분포하고, 해당구간에서의 정규화 계수 (1.636~1.771범위)도 크지 않아 최대지반가속도보다 15%정 도 높은 유효최대지반가속도 값이 산출되었다. 반면 동일한 가속도 일정구 간 범위이지만 정규화 계수를 ATC 3-06에서 고려한 2.5로 적용한 Case 3 에는 정규화 계수가 국내 지진기록의 특성보다 크기 때문에 유효최대지반 가속도가 최대지반가속도보다 20% 수준의 낮은 수치로 평가되었다. 국내 설계스펙트럼의 가속도 일정구간을 고려한 Case 2와 4의 경우에는 유효최 대지반가속도가 최대지반가속도보다 50%이상 낮은 수준으로 평가되었는 데 이는 해당 방법이 구조물의 거동에 큰 영향을 나타내지 않는 극 단주기 영역의 스펙트럼 성분을 고려대상에서 배제했기 때문이며, 이는 경주지진 의 응답스펙트럼 상에서 가속도 응답성분이 지배적으로 분포한 주기 범위 가 국내 설계스펙트럼 상에서 가속도성분이 지배적인 가속도 일정구간의 범위에서 벗어났음을 의미한다. 특히 Case 2의 경우에는 산출된 유효최대 지반가속도 값이 최대지반가속도 값의 30% 수준으로 매우 높은 감소율을 나타내었다.

진앙거리에 따른 유효최대지반가속도의 경향을 Fig. 7에 정리하였다. 유효최대지반가속도와 최대지반가속도가 Fig. 6에서와 같이 선형 비례한 다고 볼 수는 없지만 두 지표 모두 진앙거리가 증가함에 따라 로그형 감소경 향이 유사하게 나타났다. 그림에서 보는 바와 같이 Case에 관계없이 진앙 거리가 150 km를 초과하면 유효최대지반가속도의 감소폭이 대폭 증가하 여 0.01g 미만 유효최대지반가속도를 보였다.

Fig. 8에서는 지반조건에 따른 유효최대지반가속도의 경향을 정리하고 있다. 경주지진 시 지진파가 계측된 지진관측소의 지반조건인 S_B 와 S_C지 반에 해당하는 각 관측소별 상부 30 m 깊이 평균 전단파속도는 비교적 폭 넓게 분포하고 있다. 부지 효과로 인한 가속도 증폭으로 지반조건이 S_C인 관측소에서의 유효최대지반가속도 값이 지반조건이 S_B인 관측소에서의 값보다 평균적으로 35% 큰 수치를 나타내었다. 상부 30 m 깊이 평균 전단 파속도의 변화에 따라서는 S_C지반의 경우가 S_B지반조건에 비하여 유효최 대지반가속도가 민감하게 변화하였다. 평가방법 중에서는 국내 지진기록 의 응답스펙트럼 특징을 토대로 가속도 일정구간의 주기영역을 고려한 Case 1과 3의 경우가 해당구간에서의 부지증폭으로 인한 가속도 응답스펙 트럼의 변화가 두드러지기 때문에 비교적 일정한 가속도 스펙트럼을 나타 내는 0.1~0.5초 주기 범위를 고려한 Case 2와 4에 비하여 지반조건의 변화 에 따라 유효최대지반가속도 값이 민감하게 변동하였다.

또한 Fig. 9에서 제시하는 바와 같이 경주지진의 경우에는 지진파의 가진 방향에 따라서 유효최대지반가속도 값의 차이가 발생하였다. 관측소에서 계측된 두 가지 방향성분인 남북방향 (NS direction)과 동서방향 (EW direction) 중에서 일부 경우를 제외하고는 남북방향 지진파의 유효최대지 반가속도가 동서방향 지진파의 유효최대지반가속도와 비교하여 큰 수치를 나타내었으며 이 때 최대 상한치는 동서방향 지진파의 값에 2배를 넘지 않았다.

보다 상세한 분석을 위하여 경주지진이 관측된 주요 관측소별 응답스펙 트럼 특징 및 유효최대지반가속도를 Fig. 10과 11과 같이 나타내었다. 주요 지진관측소는 진앙에서 근거리 (진앙거리 25 km 미만)인 울산 (USN)과 덕정리 (DKJ) 관측소와 진앙에서 원거리 (진앙거리 25 km 이상)인 김천 (GIC)과 대구 (DAU) 관측소로 구분하여 분석하였다. 그림에 나타난 점선 은 유효최대지반가속도 계산에 고려되는 국내 지진기록 특성을 토대로 결 정한 가속도 일정구간의 범위이며 일점쇄선은 국내 설계스펙트럼에서의 가속도 일정구간 범위이다. Fig. 10(c)와 (d)에서 보는 바와 같이 근거리 및 원거리 지진관측소에서 측정된 속도 응답스펙트럼의 초기 기울기는 유사 한 경향을 나타내고 응답스펙트럼의 기울기가 변하는 변곡점의 위치 차이 는 0.02초 이하의 변화를 나타낸다. 두 범주의 관측소 지진기록이 작은 범 위의 가속도 일정구간 차이를 가진다는 것을 확인할 수 있다. 응답스펙트럼 의 최댓값 이후 Fig. 10(a)와 (b)에서와 같이 원거리 관측소에서의 가속도 응답스펙트럼이 급격한 감소경향을 나타내는 것과 비교하여 근거리 관측 소에서는 상대적으로 장주기 영역에도 가속도 성분이 분포하는 것을 확인 할 수 있으며, 이는 근거리 지진의 일반적인 경향과 일치한다. 따라서 근거 리 관측소의 응답스펙트럼은 주요한 스펙트럼 성분이 비교적 장주기인 0.1 초 이후에 분포하고 원거리 관측소의 주요한 스펙트럼 성분은 0.1초 이전의 극 단주기 영역에 분포한다. 이와 같은 이유로 Fig. 11에서 제시하는 바와 같이 국내 지진기록을 토대로 결정한 가속도 일정구간의 범위 (약 0.15초 이하)를 유효최대지반가속도의 산출에 적용하면 (Case 1과 3) 해당 범위에 대부분의 스펙트럼 성분이 존재하는 원거리 관측소의 경우에는 유효최대 지반가속도가 최대지반가속도 대비 일정 수준 감소하지만, 해당 범위 이후 에 대부분의 스펙트럼 성분이존재하는 근거리 관측소의 경우에는 유효최 대지반가속도가 최대지반가속도와 비교하여 유사하거나 오히려 증폭되는 경향을 보였다. 또한 이는 두 범주의 관측소 에 해당하는 가속도 일정구간의 일부 차이로 인해 원거리 관측소의 경우는 Case 1과 3에서 고려한 주기범 위 이내에서 가속도 스펙트럼의 감소가 시작되는 것에도 기인한다. 반면 국 내 설계스펙트럼의 가속도일정구간 (약 0.1~0.5초)을 유효최대지반가속 도 산출에 적용하면 (Case 2와 4) 근거리 및 원거리 관측소에서 모두 최대 지반가속도 대비 일정수준 이상 감소된 유효최대지반가속도 값이 나타난 다. 특히, 가속도 응답스펙트럼의 최댓값 이후 그래프의 급격한 감소 경향 을 보이는 원거리 관측소에서는 계산 시 고려한 주기범주에서 응답스펙트 럼 성분이 매우 작으므로 최대지반가속도의 85% 수준 이상으로 현격히 감 소된 유효최대지반가속도 값이 산출되었다.

5.결 론

유효최대지반가속도는 지진이 내포하고 있는 손상 가능성을 정량화하 기 위한 대안으로 고려된 개념으로서 가속도 응답스펙트럼 상에서 가속도 가 가장 크게 분포되는 영역, 즉 구조물에 인입되는 지진에너지가 가장 크다 고 판단되는 영역에 초점을 맞춘 가속도이다. 본 연구에서는 국내 계기지진 의 특성을 반영하여 유효최대지반가속도의 산출에 반영되는 주요 계수를 도출하였으며, 최근 일정 크기 이상의 지진기록이 다수 관측된 경주지진의 주요 관측소 자료를 활용하여 유효지반가속도를 산출하고 결과를 분석하 였다. 본 연구를 통하여 도출한 결론을 정리하면 다음과 같다.