내진성능평가 절차, 예비평가와 네 가지 상세평가 방법은 어떻게 다른가

예비평가와 상세평가의 구분

평가요령은 전체 절차를 "자료수집 → 재료강도 결정 → 성능목표 설정 → 예비평가 → 상세평가 → 보고서" 순서로 놓습니다(평가요령 1.1.1). 예비평가는 "상세평가가 필요한 건물인지"를 빠른 시간 안에 걸러내는 단계로, 간단한 자료와 약산식을 써서 내진성능을 보수적으로 평가합니다(평가요령 1.1.1).

여기서 중요한 구분이 두 가지 있습니다.

• 구조 형식 제한 — 예비평가시트가 마련된 것은 철근콘크리트조와 조적조 두 형식입니다(세부지침 3.2, 평가요령 3.1.1). 강구조는 기둥·보·접합부 항복을 모두 고려해야 해 예비평가에서 제외되고, 바로 상세평가로 갑니다(평가요령 3.1.1 해설).
• 자료 요구량 — 예비평가는 배근 상태 정보가 없어도 수행할 수 있지만, 하중을 저항하는 수직부재의 치수는 현장조사가 필요합니다. 상세평가는 단면 치수와 배근 상태가 반드시 필요합니다(평가요령 1.1.1).

예비평가에서 성능목표를 만족하면 상세평가 없이 종료할 수 있습니다. 반대로 예비평가 단계에서 판단을 내리기 어렵거나 미달로 나오면 상세평가로 넘어갑니다.

예비평가, 무엇을 보고 판정하나

예비평가시트는 구조 형식별로 준비되어 있습니다(평가요령 표 3.3.4 철근콘크리트조, 표 3.3.8 조적조). 대략적인 흐름은 이렇습니다.

1. 자료를 정리합니다 — 구조 형식, 층수, 층고, 기둥 치수, 조적 끼움벽 유무 등을 도면과 현장조사 결과로 정리합니다.
2. 요구량을 산정합니다 — 지진구역과 재현주기에 따른 지진하중(요구 밑면전단력 등)을 산정합니다.
3. 저항력을 산정합니다 — 기둥·전단벽의 전단응력 기준으로 저항능력을 산정합니다(평가요령 표 3.3.1·3.3.2).
4. DCR으로 판정합니다 — 요구량과 저항력의 비(DCR)를 구조 형식별 기준(표 3.3.3 등)과 비교해 성능수준을 판정합니다.

약산식 기반이라 정확도는 상대적으로 낮지만, 이 결과가 상세평가의 적정성을 교차 확인하는 자료로도 쓰입니다. 그래서 상세평가를 하는 경우에도 예비평가 수행과 상호비교를 권장하고 있습니다(평가요령 1.1.1).

네 가지 상세평가 절차, 언제 각각 적용하나

상세평가는 선형정적·선형동적·비선형정적·비선형동적절차로 나뉘며, 비선형거동의 분포, 비정형성, 주기, 고차모드 영향 등 각 절차의 제한 조건을 확인해 적용합니다(세부지침 3.3). 네 절차는 차례대로 거치는 단계가 아니라 건물 조건에 맞춰 선택하는 평가 방법입니다.

1. 선형정적절차 — 선형절차의 공통 적용조건을 먼저 만족해야 합니다. 여기에 주기가 3.5T_s 미만이고, 한 층의 수평치수가 인접층 해당 방향 치수의 1.4배를 초과하지 않으며, 비틀림 강성비정형·수직강성비정형이 없고 지진력저항시스템이 직교해야 합니다(세부지침 3.5.1·3.5.2).
2. 선형동적절차 — 선형절차의 공통 조건은 만족하지만 주기·형상·강성비정형 등 선형정적절차의 추가 제한을 벗어난 경우 적용할 수 있습니다. 응답스펙트럼법으로 여러 모드의 영향을 봅니다.
3. 비선형정적절차 — 구조물의 거동이 1차모드에 지배된다는 전제로 비선형 거동을 평가합니다. 90% 모드참여율 해석모델과 1차모드 해석모델의 각 층 층전단력을 비교해 130% 이상 차이가 나면 고차모드 영향이 큰 구조물로 봅니다(세부지침 3.6.1).
4. 비선형동적절차 — 다른 절차의 적용조건으로 구조물의 거동을 적절히 평가하기 어려울 때 비선형 시간이력해석으로 봅니다. 입력 지진파와 비선형 모델링을 포함한 별도 조건을 따라야 합니다.

고차모드 영향이 크다고 비선형정적절차가 곧바로 배제되는 것은 아닙니다. 세부지침은 이 경우 비선형정적절차와 선형동적절차를 함께 수행할 수 있게 하고, 두 결과 중 불리한 쪽으로 성능을 판정하도록 합니다(세부지침 3.6.1). 따라서 절차 이름만 보고 하나를 고르는 것이 아니라 선택 흐름과 적용조건을 함께 확인해야 합니다.

목표 성능은 어떻게 정해지나

평가에서 "합격/불합격"의 기준이 되는 목표 성능은 내진등급별로 정해져 있습니다(평가요령 표 2.1.4, KDS 41 17 00 표 15.3-1).

제시된 최소성능목표 중 2가지 이상을 만족해야 합니다(평가요령 2.1). 성능수준 자체도 정의가 정해져 있습니다: "인명보호"는 상당한 손상이 발생하지만 붕괴 여력은 남는 수준이고, "붕괴방지"는 국부적·전체적 붕괴가 임박하지만 중력하중 저항시스템이 여전히 하중을 지는 수준입니다(평가요령 표 2.1.2).

평가지진 자체는 지진구역계수 Z에 위험도계수 I를 곱해 정합니다(평가요령 2.2.1). 우리나라 지진구역은 Ⅰ구역(0.11g)과 Ⅱ구역(0.07g)으로 나뉘고(표 2.2.1), 재현주기에 따라 위험도계수가 50년 0.4부터 2400년 2.0까지 달라집니다(표 2.2.2).

절차에 따라 달라지는 비용과 기간

같은 건물이라도 평가 절차가 갈리면 비용과 기간이 크게 달라집니다.

• 예비평가만 — 자료 정리와 시트 계산 중심이라 비용·기간이 가장 짧습니다. 다만 구조 형식이 RC·조적이어야 합니다.
• 선형 절차까지 — 모델링과 해석은 있지만 비선형 재료 모델까지는 가지 않습니다.
• 비선형 절차까지 — 부재별 비선형 모델링과 해석조건 검증이 추가됩니다. 단면과 배근, 재료강도 정보는 선형·비선형을 포함한 상세평가 전반에 필요한 자료입니다.

문의 초기의 구조 형식·층수·도면 유무는 필요한 자료와 적용 가능한 절차 후보를 나누는 정보입니다. 최종 절차는 현장조사와 구조정보를 확인한 뒤 정합니다.

한뉴엔지니어링에 문의하면 어떻게 되나

1. 절차 검토 — 도면과 구조 형식, 형상·비정형성을 확인해 적용 가능한 절차와 추가로 필요한 정보를 먼저 봅니다.
2. 목표 성능 협의 — 발주 목적(보강 판단, 공공 요구사항 등)에 맞춰 평가할 목표 성능과 재현주기를 정리합니다.
3. 자료 요구 범위 — 절차에 따라 필요한 현장조사 항목(단면 실측, 재료강도 시험, 배근 정보)을 사전에 정해 견적에 반영합니다.

절차 선별은 평가 보고서의 검증·전문가 검토(평가요령 1.1.3)와도 연결되는 부분이라, 초기에 보수적으로 잡는 편이 결과물 품질에 유리합니다.