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표제지
목차
요약문 7
SUMMARY 9
제1장 서론 36
1.1. 연구필요성 및 목표 36
1.1.1. 연구의 필요성 36
1.1.2. 연구의 목표 39
1.2. 연구의 범위와 방법 41
1.2.1. 연구의 범위 41
1.2.2. 연구의 방법 46
1.3. 보고서의 구성 49
제2장 건축물 지진피해 손실평가 모델 수립 52
2.1. 지진평가에 필요한 건축물 기본정보 52
2.1.1. 건축물의 구조형식별 분류 52
2.1.2. 건축물의 내진설계기준별 분류 54
2.1.3. 건축물의 용도별 분류 56
2.1.4. 확률론적 지진재해도 분석[PSHA] 58
2.2. 구조형식별 건축물 현존가치 추정 및 손상지표의 정량화 104
2.2.1. 건축물의 경과연수와 성능지표 107
2.2.2. 건축 LCC 구성 106
2.2.3. 건축물 현존가치 추정 112
2.3. 건축물의 지진 취약도 함수 작성 144
2.3.1. 지진 취약도 함수 144
2.3.2. 지진 취약도 함수 생성 방법 146
2.4. 경제적 손실평가 방법론 158
2.4.1. 손실함수 159
2.4.2. 보수비용 169
2.4.3. 업무복구기간 176
2.4.4. 잔해 발생량 178
2.4.5. 기타 손실 183
2.5. 지진으로 인한 사회적 손실 191
2.5.1. 인명피해 192
2.5.2. 주거시설에서의 이재민 발생 206
2.6. 연간 지진손실 산정 방법론 209
2.6.1. 연간 지진손실 산정 방법론의 개요 211
2.6.2. 연간 지진손실 평가 예시 212
제3장 건축물의 지진피해로 인한 사회ㆍ경제적 피해예측을 위한 통합 지진재해 대응 시스템 구축 216
3.1. 통합 지진재해 대응 시스템 구축의 개요 216
3.2. 지진재해대응시스템 구축 현황 219
3.2.1. 지진진도분포도 산출 모델 221
3.2.2. 건축물 지진피해예측 모델 226
3.2.3. GIS 서비스 227
3.3. GIS 배경 데이터 구축 229
3.3.1. GIS 배경 데이터 229
3.3.2. GIS 배경 데이터 수집 및 전환 232
3.3.3. 데이터 좌표 변환 235
3.3.4. 주제도별 레이어 작성 239
3.4. 통합지진재해대응시스템 개발 245
3.4.1. 개요 245
3.4.2. 지진으로 인한 경제적 피해 예측 252
3.4.3. 지진으로 인한 사회적 피해 예측 314
3.4.4. 연간손실 329
3.4.5. 데이터베이스 구축 현황 338
3.4.6. 데이터베이스 유지 관리 346
제4장 개별 건축물 지진 손실평가 예측 프로그램 349
4.1. 개요 349
4.2. 개발 프로그램을 이용한 손실평가 절차 353
4.2.1. 데이터베이스의 구축 353
4.2.2. 손실평가를 위한 프로그램 구성 358
4.2.3. 개별 건축물 지진 손실평가 알고리즘 363
4.3. 비선형 시간이력해석결과를 이용한 손실평가 368
4.3.1. 비선형 시간이력해석 개요 368
4.3.2. 해석구조물 개요 368
4.3.3. 비선형 동적응답해석 결과 372
4.3.4. 보수비용 평가 376
제5장 지진손실평가 시스템의 정확도 분석 및 개선사항 379
5.1. 절점계 비선형 지진응답해석 379
5.1.1. 해석모델의 수립 381
5.1.2. 절점계 지진응답해석 395
5.1.3. 해석결과 396
5.2. 3차원 비선형 지진응답해석 400
5.2.1. 3차원 비선형 지진응답해석 개요 400
5.2.2. 3차원 비선형 지진응답해석에 의한 역량곡선 404
5.2.3. 3차원 비선형 지진응답해석에 의한 역량곡선 및 역량스펙트럼 평가 413
5.2.4. 절점계 비선형 지진응답해석과의 비교 420
5.3. 개선사항 421
5.3.1. 건축물 역량곡선 산정 시 고차모드의 영향 421
5.3.2. 비구조요소의 지진취약도 422
제6장 지진보험 요율 산출 및 캣본드 도입 검토 433
6.1. 지진 보험요율 연구개요 433
6.1.1. 연구배경 및 필요성 433
6.1.2. 연구내용 및 흐름도 434
6.2. 풍수해보험 요약 435
6.2.1. 풍수해보험 상품 436
6.2.2. 보험 대상 시설물 및 보험기간 438
6.2.3. 보험료 지원 438
6.2.4. 보상 기준 438
6.3. 해외 위험관리 회사의 확률적 기반의 지진피해 평가모델 분석 440
6.3.1. 캣모델 발전배경 440
6.3.2. 캣모델 활용범위 441
6.3.3. 캣모델 구성요소 444
6.3.4. EQECAT 지진 캣모델 결과 455
6.4. 해외 지진보험 요율 현황 분석 459
6.4.1. 미국 지진보험 459
6.4.2. 일본 지진보험 462
6.4.3. 터키 지진보험 465
6.4.4. 국내 행정동별 지진보험 요율 산정 468
6.5. 건축물 구조형식을 고려한 보험요율 차등화 469
6.5.1. 해외 건축물 구조별 보험요율 차등화 470
6.5.2. 지진대응시스템의 건축물 형식 474
6.5.3. 국내 건축물 구조형식별 보험요율 산정 475
6.5.4. 보험요율의 타당성 검증 476
6.6. 캣본드 발행의 타당성 검토 478
6.6.1. 캣본드의 개요 478
6.6.2. 캣본드 현황 및 전망 485
6.6.3. 캣본드 도입 시 고려사항 488
제7장 결론 493
참고문헌 495
표 1.1. 한반도 내 측정된 지진의 발생 경향 36
표 1.2. 판내 지진, 우리나라에 영향을 준 해외지진 및 도시 지진 사례 37
표 1.3. 재난복구비용 산정 기준과 본 연구와의 연관성 43
표 1.4. 본 연구를 통하여 산정될 수 있는 지진 손실 비용 정리 46
표 2.1. 국내 지진재해대응시스템에 사용된 대표건축물 55
표 2.2. 내진설계 수준의 분류 및 판정조건 56
표 2.3. 대표 용도 분류 57
표 2.4. 국내 역사지진 및 계기지진 자료 목록 59
표 2.5. 해외보유 한국 역사지진 및 계기지진 자료 목록 63
표 2.6. 국내외 지진목록 65
표 2.7. 각 지진 자료별 Gutenberg - Richter 지수 67
표 2.8. KAERI 연구에 산정된 감쇠식 69
표 2.9. Toro 외 (1997)의 계수 70
표 2.10. 박창업 계수, R≤100 71
표 2.11. 박창업 계수, R>100 71
표 2.12. Atkinson 외의 계수 72
표 2.13. PGA 계수, R≤100 73
표 2.14. PGA 계수, R>100 73
표 2.15. KEERC의 스펙트럼 가속도 계수, R<=100 74
표 2.16. KEERC의 스펙트럼 가속도 계수, R>100 74
표 2.17. NIDP PGA 계수 76
표 2.18. KEPRI 계수 77
표 2.19. 6개의 감쇠식 모델 79
표 2.20. Model 1 : CSD, SD=10 79
표 2.21. Model 2 : VSD, SD=10 79
표 2.22. Model 3 : CSD, SD=20 80
표 2.23. Model 4 : VSD, SD=20 80
표 2.24. Model 5 : CSD, SD=40 80
표 2.25. Model 6 : VSD, SD=40 80
표 2.26. 추천 Model : 1/3 (M1+M3+M5) 80
표 2.27. Ambrasey et al. (1997) - Coefficients 81
표 2.28. C₁, C₄, C5, C6, C7의 값 (M≤6.5인 경우) 83
표 2.29. C₁, C₄, C5, C6, C7의 값 (M>6.5인 경우) 83
표 2.30. PGA 예측 값 84
표 2.31. Spectral Acceleration attenuation values at T=0.3초 84
표 2.32. Spectral Acceleration attenuation values at T=1.0초 85
표 2.33. Toro et al.(1997) Coefficients 85
표 2.34. Campbell 계수 88
표 2.35. 이정모(2002)의 감쇠식 및 계수 90
표 2.36. 조남대와 박창업(2003)의 감쇠식 및 계수 91
표 2.37. 연관희 등(2005)의 감쇠식 및 계수 92
표 2.38. 3개 구역 Gutenberg-Richter 계수 95
표 2.39. 구역별 그리드 포인트 수 95
표 2.40. 구역별 그리드 포인트 수 96
표 2.41. 구역별 지진 발생 빈도 97
표 2.42. 지진구역 구분 및 지역계수 101
표 2.43. 건축물 성능 수준과 성능지표 107
표 2.44. 건축 LCC 구성비용 항목 선정 108
표 2.45. 건축물의 내용연한 109
표 2.46. 비 내구재의 교체주기(내용연한) 110
표 2.47. 부대설비부문의 교체주기(내용연한) 111
표 2.48. 건축물 구성요소의 분류체계 112
표 2.49. 건축물의 구성요소 별 내용연수 혹은 교체주기(yi)와 재료상수(ki) 116
표 2.50. 표본건축물 구성재 단가비율의 분포현황 121
표 2.51. 대표건축물의 구성요소 별 신축단가와 중요도(Ii) 123
표 2.52. 건축물의 구조유형별 대표건축물의 정보 129
표 2.53. 건축물 신축표준단가의 급수별 편차 130
표 2.54. 대표건축물 41종의 신축공사비와 단가 구성비율 132
표 2.55. 대표건축물 41종의 구성재별 중요도(Ii) 133
표 2.56. 대표건축물 용도의 선정 134
표 2.57. 대표건축물의 구조형식(41종)과 용도(211종)의 정의 135
표 2.58. 구조형식별/용도별 분류에 의한 건축물 신축공사비와 단가 구성비율 140
표 2.59. 구조형식 및 용도별 대표건축물 211종의 구성재별 중요도(Ii) 143
표 2.60. 구조물 이력거동에 따른 감쇠수정계수(k) 152
표 2.61. 구조물 이력거동에 따른 응답감쇠계수의 하한치 153
표 2.62. 일반적인 내진성능 분류와 지진재해대응시스템의 대응관계 155
표 2.63. 지진취약도함수 생성 시 고려하는 변동계수 157
표 2.64. 41종 건축물의 지진취약도 확률변수 (Moderate-code) 157
표 2.65. 건축물의 지진피해구분별 성능손실지표 160
표 2.66. 18년 경과된 대표건축물(41종)에 대한 지진피해 구분별 현존가치와 손실률 165
표 2.67. 18년 경과된 구조형식 및 용도별 대표건축물(211종)에 대한 지진 피해 구분별 현존가치와 손실률 166
표 2.68. 건물 용도별 신축단가 대비 내부시설의 대체비용(CRVI)비율 172
표 2.69. 기업재고를 보유하는 건물의 연간 총 매출액과 재고 비율 175
표 2.70. 손상상태별 건물의 공사기간과 보정계수 177
표 2.71. 건물 종류ㆍ잔해 종류별 구조ㆍ비구조재의 단위 무게(W) 180
표 2.72. 손상상태별 벽돌ㆍ나무 등에 대한 구조ㆍ비구조재의 잔해 발생 확률(DF) 181
표 2.73. 손상상태별 철근콘크리트ㆍ철골에 대한 구조ㆍ비구조재의 잔해 발생 확률(DF) 182
표 2.74. 용도별 집주인의 공간 점유율(% OOi) 186
표 2.75. 용도별 이사 비용(원)(DCi) 187
표 2.76. 용도별 면적당 임대 비용(전세)(RENTi) 187
표 2.77. 용도별 소득 손해율(RFi) 189
표 2.78. 용도별 면적당 소득금액(INCi) 189
표 2.79. 건축물의 용도 분류에 따른 인명피해 분포(POPi) 194
표 2.80. 건물 용도별 건물 종류에 따른 바닥면적 비율(FAj,i) 195
표 2.81. 부상 수준 4단계 196
표 2.82. 부분손실 S일 때 실내에서 사람의 부상단계 SL부분손실 SL부분손실S 197
표 2.83. 부분손실 M일 때 실내에서 사람의 부상단계 SL부분손실 SL부분손실M 197
표 2.84. 반파일 때 실내에서 사람의 부상단계 SL반파 198
표 2.85. 전파 (붕괴이전) 일 때 실내에서 사람의 부상단계 SL전파 200
표 2.86. 전파일 때 붕괴확률 201
표 2.87. 부분손실 M일 때 실외에서 사람의 부상단계 SL부분손실M 202
표 2.88. 반파일 때 실외에서 사람의 부상단계 SL반파 204
표 2.89. 전파일 때 실외에서 사람의 부상단계 SL전파 205
표 2.90. 손상상태별 가중치 208
표 2.91. 소득단계ㆍ자가여부ㆍ연령층별 가중치 209
표 2.92. 소득단계ㆍ자가여부ㆍ연령층별 보정계수 209
표 2.93. 가상 지진에 대한 연간 손실 산정식 213
표 2.94. 가상 지진에 대한 서울시 내 무보강조적건물의 연간 손실비용 평가 결과 214
표 2.95. 서울시 내 무보강조적건물의 보수ㆍ보강 후 연간 손실 평가 215
표 3.1. 기존 시스템과 신규 시스템의 지진피해예측 비교 221
표 3.2. 내진설계 기준에 의한 지반의 분류 222
표 3.3. 지형분류 223
표 3.4. 가속도 계측자료 적용 224
표 3.5. 지진재해대응시스템 DB 구축 현황 232
표 3.6. 데이터전환 방법 234
표 3.7. 우리나라 국가기본 좌표체계 235
표 3.8. 한국측지계와 세계측지계 비교 237
표 3.9. 국가 좌표변환계수 237
표 3.10. 가상지진 진앙지 목록 249
표 3.11. 건축물의 내용연수 데이터베이스 테이블 정의서 254
표 3.12. 건축물의 신축비용 데이터베이스 테이블 정의서 255
표 3.13. 건축물의 중요도 계수 데이터베이스 테이블 정의서 256
표 3.14. 시뮬레이션 대상 지역의 규모별 부분손실S에 대한 손실비용 262
표 3.15. 시뮬레이션 대상 지역의 규모별 부분손실M에 대한 손실비용 264
표 3.16. 시뮬레이션 대상 지역의 규모별 반파에 대한 손실비용 266
표 3.17. 시뮬레이션 대상 지역의 규모별 전파에 대한 손실비용 268
표 3.18. 시뮬레이션 대상 지역의 규모별 구조 및 비구조요소의 보수비용 273
표 3.19. 신축단가 대비 내부시설의 대체비용 비율 데이터베이스 테이블 정의서 274
표 3.20. 시뮬레이션 대상 지역의 규모별 내부시설 보수비용 277
표 3.21. 용도별 연간 매출액 및 재고 비율 데이터베이스 테이블 정의서 278
표 3.22. 시뮬레이션 대상 지역의 규모별 기업재고 손실비용 281
표 3.23. 손상상태별 공사기간과 보정계수 데이터베이스 테이블 정의서 282
표 3.24. 구조/비구체 단위 무게 데이터베이스 테이블 정의서 284
표 3.25. 구조/비구조 잔해발생확률 데이터베이스 테이블 정의서 284
표 3.26. 시뮬레이션 대상 지역의 규모별 부분손실S에 대한 잔해 발생 예측량 288
표 3.27. 시뮬레이션 대상 지역의 규모별 부분손실M에 대한 잔해 발생 예측량 290
표 3.28. 시뮬레이션 대상 지역의 규모별 반파에 대한 잔해 발생 예측량 292
표 3.29. 시뮬레이션 대상 지역의 규모별 전파에 대한 잔해 발생 예측량 294
표 3.30. 이전비용 및 임대료 손실 산정 데이터베이스 테이블 정의서 296
표 3.31. 시뮬레이션 대상 지역의 규모별 임차인 이전비용 299
표 3.32. 시뮬레이션 대상 지역의 규모별 세입자 이전비용 301
표 3.33. 시뮬레이션 대상 지역의 규모별 임대료 손실 303
표 3.34. 소득손실 산정 데이터베이스 테이블 정의서 304
표 3.35. 시뮬레이션 대상 지역의 규모별 임금손해 307
표 3.36. 시뮬레이션 대상 지역의 규모별 노동손해 309
표 3.37. 시뮬레이션 대상 지역의 규모별 임차인 수익손해 311
표 3.38. 시뮬레이션 대상 지역의 규모별 생산손해 313
표 3.39. 용도별 인구정보 데이터베이스 테이블 정의서 315
표 3.40. 시뮬레이션 대상 지역의 규모별 인명피해(경미) 318
표 3.41. 시뮬레이션 대상 지역의 규모별 인명피해(부상) 320
표 3.42. 시뮬레이션 대상 지역의 규모별 인명피해(중상) 322
표 3.43. 시뮬레이션 대상 지역의 규모별 인명피해(사망) 324
표 3.44. 이재민 산정 인구분포 데이터베이스 테이블 정의서 325
표 3.45. 시뮬레이션 대상 지역의 규모별 이재민 발생수 328
표 3.46. 경제적 손실 산정을 위한 데이터베이스 339
표 3.47. 사회적 손실 산정을 위한 데이터베이스 340
표 3.48. 상업/산업분야 분류 342
표 3.49. 갱신 대상 데이터베이스 항목 현황 347
표 4.1. 건축물 기본 정보 테이블 정의서 354
표 4.2. 건축물 잔류인원 모델 테이블 정의서 355
표 4.3. 건축물 구성 요소 테이블 정의서 356
표 4.4. 건축물 구성 요소별 재료상수 357
표 4.5. 입력용 건축물 정보 368
표 4.6. 저층구조물 : PGA=0.15g에 대한 x방향 층별 최대가속도응답 377
표 4.7. 개발프로그램에 의한 손실비용 평가 및 PACT 결과와의 비교 378
표 5.1. 콘크리트모멘트골조 2층(C1L1) 구조물의 층강성 383
표 5.2. 콘크리트모멘트골조 4층(C1L2) 구조물의 층강성 383
표 5.3. 콘크리트모멘트골조 12층(C1M) 구조물의 층강성 383
표 5.4. 콘크리트모멘트골조 20층(C1H) 구조물의 층강성 384
표 5.5. 무보강조적채움벽이 있는 콘크리트모멘트골조 2층(C2L1) 구조물의 층강성 385
표 5.6. 무보강조적채움벽이 있는 콘크리트모멘트골조 4층(C2L2) 구조물의 층강성 385
표 5.7. 무보강조적채움벽이 있는 콘크리트모멘트골조 12층(C2M) 구조물의 층강성 385
표 5.8. 무보강조적채움벽이 있는 콘크리트모멘트골조 20층(C2H) 구조물의 층강성 386
표 5.9. 콘크리트 전단벽이 있는 콘크리트모멘트골조 4층(C4L2) 구조물의 층강성 387
표 5.10. 콘크리트 전단벽이 있는 콘크리트모멘트골조 12층(C4M) 구조물의 층강성 387
표 5.11. 콘크리트 전단벽이 있는 콘크리트모멘트골조 20층(C4H) 구조물의 층강성 387
표 5.12. 철골모멘트골조 3층(S1L) 구조물의 층강성 388
표 5.13. 철골모멘트골조 12층(S1M) 구조물의 층강성 389
표 5.14. 철골모멘트골조 20층(S1H) 구조물의 층강성 389
표 5.15. FEMA P695의 사용 지진파 392
표 5.16. 재현주기별 설계스펙트럼 작성을 위한 제원 394
표 5.17. 층수 별 모드 참여율 399
표 5.18. 저층구조물의 벽, 기둥, 단면특성 413
표 5.19. 중층구조물의 벽, 기둥, 단면특성 414
표 5.20. 고층구조물의 벽, 기둥, 단면특성 415
표 5.21. 지진취약도함수 생성 시 고려하는 변동계수 423
표 5.22. 비구조요소의 손상도 기준 424
표 5.23. 건축물 유형별 변위 민감 비구조요소의 지진취약도 확률변수(Moderate-Code) 424
표 5.24. 건축물 유형별 변위 민감 비구조요소의 지진취약도 확률변수(Low-Code) 425
표 5.25. 건축물 유형별 변위 민감 비구조요소의 지진취약도 확률변수(Pre-Code) 427
표 5.26. 건축물 유형별 가속도 민감 비구조요소의 지진취약도 확률변수(Moderate-Code) 428
표 5.27. 건축물 유형별 가속도 민감 비구조요소의 지진취약도 확률변수(Low-Code) 429
표 5.28. 건축물 유형별 가속도 민감 비구조요소의 지진취약도 확률변수(Pre-Code) 431
표 6.1. 풍수해보험 상품 종류 437
표 6.2. 보험가입 가능한 대상목적물 437
표 6.3. 보험료 부담주체별 비율 439
표 6.4. 풍수해보험 보상기준 439
표 6.5. HAZUS 건축물 구조형태 분류표 450
표 6.6. HAZUS 건축물 사용용도 분류표 451
표 6.7. 취약성 평가 사례 453
표 6.8. 시설물 데이터 분석 457
표 6.9. 재현주기별 최대 지진 손실금액 458
표 6.10. 재현주기별 최대 지진 손실 비율 458
표 6.11. 미국 CEA 지진보험 보험료 및 손해율 462
표 6.12. 터키 지진보험 요율 468
표 6.13. 지진요율 구분 기준 469
표 6.14. ISO 건축물 분류 471
표 6.15. 미국의 건축물 구조별 지진보험 요율 472
표 6.16. 일본 지진보험의 내진등급별 할인율 473
표 6.17. 일본 지진보험 장기 계약 보험요율 지수 474
표 6.18. 미국 중서부지역의 건축물 구조형식별 지진보험 요율 476
표 6.19. 국내 건축물 구조형식별 차등 보험요율 476
표 6.20. 보험요율과 연간손실률의 비교 477
표 6.21. Cat Bond 트리거의 종류 484
표 6.22. Cat Bond의 자연재해시장 점유율 현황 및 전망 488
그림 1.1. 도시 지진으로 인한 건축물의 대규모 피해 발생 메커니즘 38
그림 1.2. 본 연구의 목적과 상호 연관성 40
그림 1.3. 대한민국 행정정보시스템 42
그림 1.4. 국가손실비용 산정과 본 연구의 산정비용과의 관계 47
그림 1.5. 연구 흐름 및 세부별 연구 연관성 50
그림 2.1. 건축물 지진피해 손실평가 모델 수립 절차 53
그림 2.2. KSI 지진자료 60
그림 2.3. 기상청 연도별 지진 발생 횟수 (1978~2011) 61
그림 2.4. 기상청 관측자료의 규모별 지진 발생 횟수 61
그림 2.5. SNU의 규모별 지진 발생 횟수 62
그림 2.6. 해외 자료에 의한 국내 규모별 지진 발생 횟수 64
그림 2.7. Ambraseys의 모멘트 규모 치환 그래프 65
그림 2.8. 3개의 지진 구역군 66
그림 2.9. 지반 감쇠식 개념도 68
그림 2.10. PGA 예측 값 - 모델 # 1, 2, 3 70
그림 2.11. 주기 0.2초의 스펙트럼 가속도 예측 값 72
그림 2.12. 주기 1.0초의 스펙트럼 가속도 예측 값 72
그림 2.13. KEERC 의 PGA 예상 값 74
그림 2.14. KEERC 의 스펙트럼 가속도 예상 값(T=0.2초) 75
그림 2.15. KEERC 의 스펙트럼 가속도 예상 값(T=1.0초) 75
그림 2.16. NIDP의 PGA 예상 값 76
그림 2.17. KEPRI의 PGA 예상 값 77
그림 2.18. KEPRI의 스펙트럼 가속도 예상 값(T=0.2초) 78
그림 2.19. KEPRI의 스펙트럼 가속도 예상 값(T=1.0초) 78
그림 2.20. PGA 예측 - KEPRI 81
그림 2.21. PGA 예상 값 - Ambraseys 감쇠식 82
그림 2.22. PGA 예상 값 - Sadigh et al. 83
그림 2.23. PGA 예측 값 86
그림 2.24. 0.2초의 스펙트럼 가속도 예측 값 86
그림 2.25. 1.0초의 스펙트럼 가속도 예측 값 87
그림 2.26. Campbell에 의한 PGA 예측 88
그림 2.27. 선정 감쇠식의 PGA 예측 92
그림 2.28. 선정 감쇠식의 SA (0.2초) 예측 93
그림 2.29. 선정 감쇠식의 SA (1.0초) 예측 93
그림 2.30. 3개 지진구역 구분 94
그림 2.31. 지진원 그리드 작성 95
그림 2.32. 주요도시 PGA 예측 99
그림 2.33. 주요도시 SA (0.2) 예측 99
그림 2.34. 주요도시 SA(1.0) 예측 99
그림 2.35. 지진 재해도 (2500년 재현주기의 PGA 기준) 100
그림 2.36. 재현주기 2400년 최대 유효지반가속도 내진설계기준연구II 101
그림 2.37. 50년 재현주기(원문불량) 102
그림 2.38. 100년 재현주기 기준 102
그림 2.39. 200년 재현주기(그림누락) 102
그림 2.40. 500년 재현주기(원문불량) 103
그림 2.41. 1000년 재현주기(그림누락) 103
그림 2.42. 2400년 재현주기(그림누락) 103
그림 2.43. 4800년 재현주기(원문불량) 104
그림 2.44. 41개 구조형식별 건축물표준단가 정보 및 성능저하에 따른 손실비용 추정법 106
그림 2.45. 건축물에서 경과연수와 성능지수의 관계 곡선 유형 113
그림 2.46. 건축물의 구성재 별 성능곡선 모델 117
그림 2.47. 건축물의 내용연한 동안에 구성재 별 성능곡선 모델 120
그림 2.48. 표본건축물에 대한 각 구성재의 단가비율에 관한 정규분포도 122
그림 2.49. 대표건축물의 성능곡선 모델 125
그림 2.50. 대표건축물의 경과연수에 따른 현존가치 곡선 모델 127
그림 2.51. 건축물 신축표준단가의 급수별 편차 분포도 130
그림 2.52. 대표건축물(41종)의 경과연수에 따른 성능 및 현존가치 곡선 모델 131
그림 2.53. 구조형식 및 용도별 대표건축물(211종)의 경과연수에 따른 성능 및 현존가치 곡선 140
그림 2.54. 저층철근콘크리트골조의 지진 취약도 곡선 145
그림 2.55. 건축물 지진취약도 함수 생성 절차 146
그림 2.56. 건축물의 역량곡선 147
그림 2.57. 탄성주기의 조정 148
그림 2.58. 대표적인 8개 대표건축물의 성능곡선 150
그림 2.59. 지진강도에 따른 요구곡선 151
그림 2.60. 구조물의 이력거동에 의한 등가감쇠비(ATC-40, 1996)(그림누락) 152
그림 2.61. 건축물의 지진으로 인한 손상상태별 피해확률 산정 예시 154
그림 2.62. 18년 경과된 지진피해 건축물의 성능손실 곡선 모델 162
그림 2.63. 18년 경과된 지진피해 대표건축물의 피해구분별 성능손실 곡선 모델 163
그림 2.64. 18년 경과된 지진피해 대표건축물의 피해구분별 현존가치손실 곡선 모델 164
그림 2.65. 손실비용과 보수비용의 개념도 169
그림 2.66. 지진피해로 인한 건물 내부시설의 보수비용 산정 알고리즘 171
그림 2.67. 지진피해로 인한 건물 기업재고의 손실비용 산정 알고리즘 174
그림 2.68. 지진으로 인한 건축물 손상에 의한 업무복구기간 산정 알고리즘 176
그림 2.69. 지진으로 인한 건축물 손상에 의한 잔해량 산정 알고리즘 178
그림 2.70. 지진으로 인한 건축물 손상에 따른 기타손실 산정 알고리즘 184
그림 2.71. 지진으로 인한 건축물 손상에 따른 사회적 손실 산정 알고리즘 191
그림 2.72. 지진으로 인한 인명피해 산정 체계 193
그림 2.73. 지진에 의한 건축물의 연간 손실 산정 알고리즘 210
그림 2.74. 서울시 지진위험도 212
그림 3.1. 지진재해대응시스템 체계도 217
그림 3.2. 통합지진재해대응시스템 개발 내역 218
그림 3.3. 지진재해대응시스템 구축 내역 220
그림 3.4. 진도분포도 생성 과정 225
그림 3.5. 성능점 산정 개념도 (국민안전처, 2009) 226
그림 3.6. 건축물 피해예측 과정 228
그림 3.7. ArcGIS Web 서비스 구성도(www.arcgis.com) 230
그림 3.8. GIS 배경 데이터 구축 과정 231
그림 3.9. 데이터 전환 방안 233
그림 3.10. 우리나라 TM 좌표계의 수평기준원점 236
그림 3.11. Molodensky-Badekas 방법에 의한 좌표변환 개념도 238
그림 3.12. 사용자정의 변환 객체를 이용한 좌표변환 239
그림 3.13. GIS 레이어의 개념도 (서울시 GIS 포털서비스) 240
그림 3.14. 행정구역경계 레이어 241
그림 3.15. 건축물 레이어 242
그림 3.16. 인구 정보 레이어 243
그림 3.17. 시추자료 243
그림 3.18. 지반정보레이어 244
그림 3.19. 통합지진재해대응시스템 신규 개발 알고리즘(원문불량) 245
그림 3.20. 지진재해대응시스템 메뉴 247
그림 3.21. 지진재해대응시스템 초기화면 248
그림 3.22. 가상지진 진앙지 위치 249
그림 3.23. 리히터 규모와 MMI 진도 관계 250
그림 3.24. 가상지진별 진도분포도 (규모 7.0) 251
그림 3.25. 경제적 손실 평가 과정 253
그림 3.26. 서울시 행정도별 모든 건축물의 현존가치 257
그림 3.27. 손실비용 및 현존가치 조회 화면 258
그림 3.28. 손실비용 GIS 표출 화면 259
그림 3.29. 시뮬레이션 대상 지역의 규모별 손실비용 260
그림 3.30. 시뮬레이션 대상 지역의 규모별 부분손실 S에 대한 손실비용 GIS 맵 261
그림 3.31. 시뮬레이션 대상 지역의 규모별 부분손실 M에 대한 손실비용 GIS 맵 263
그림 3.32. 시뮬레이션 대상 지역의 규모별 반파에 대한 손실비용 GIS 맵 265
그림 3.33. 시뮬레이션 대상 지역의 규모별 전파에 대한 손실비용 GIS 맵 267
그림 3.34. 보수비용 비용 조회 화면 269
그림 3.35. 시뮬레이션 대상 지역의 규모별 구조 및 비구조요소의 보수비용 271
그림 3.36. 시뮬레이션 대상 지역의 규모별 구조 및 비구조요소의 보수비용 GIS 맵 272
그림 3.37. 시뮬레이션 대상 지역의 규모별 내부시설 보수비용 275
그림 3.38. 시뮬레이션 대상 지역의 규모별 내부시설 보수비용 GIS 맵 276
그림 3.39. 시뮬레이션 대상 지역의 규모별 기업재고 손실비용 279
그림 3.40. 시뮬레이션 대상 지역의 규모별 기업재고 손실비용 GIS 맵 280
그림 3.41. 업무복구기간 조회 화면 283
그림 3.42. 잔해량 조회 화면 및 GIS 맵 285
그림 3.43. 시뮬레이션 대상 지역의 규모별 잔해 발생 예측량 286
그림 3.44. 시뮬레이션 대상 지역의 규모별 부분손실 S에 대한 잔해 발생 예측량 GIS 맵 287
그림 3.45. 시뮬레이션 대상 지역의 규모별 부분손실 M에 대한 잔해 발생 예측량 GIS 맵 289
그림 3.46. 시뮬레이션 대상 지역의 규모별 반파에 대한 잔해 발생 예측량 GIS 맵 291
그림 3.47. 시뮬레이션 대상 지역의 규모별 전파에 대한 잔해 발생 예측량 GIS 맵 293
그림 3.48. 기타손실 조회 화면 296
그림 3.49. 시뮬레이션 대상 지역의 규모별 임차인과 세입자의 이전비용 및 임대료 손실 297
그림 3.50. 시뮬레이션 대상 지역의 규모별 임차인 이전비용 GIS 맵 298
그림 3.51. 시뮬레이션 대상 지역의 규모별 세입자 이전비용 GIS 맵 300
그림 3.52. 시뮬레이션 대상 지역의 규모별 임차인의 임대료 손실 GIS 맵 302
그림 3.53. 시뮬레이션 대상 지역의 규모별 소득손실 305
그림 3.54. 시뮬레이션 대상 지역의 규모별 임금손해 GIS 맵 306
그림 3.55. 시뮬레이션 대상 지역의 규모별 노동손해 GIS 맵 308
그림 3.56. 시뮬레이션 대상 지역의 규모별 임차인의 수익손해 GIS 맵 310
그림 3.57. 시뮬레이션 대상 지역의 규모별 생산손해 GIS 맵 312
그림 3.58. 인명피해 조회 화면 315
그림 3.59. 시뮬레이션 대상 지역의 규모별 인명피해 316
그림 3.60. 시뮬레이션 대상 지역의 규모별 인명피해(경미) GIS 맵 317
그림 3.61. 시뮬레이션 대상 지역의 규모별 인명피해(부상) GIS 맵 319
그림 3.62. 시뮬레이션 대상 지역의 규모별 인명피해(중상) GIS 맵 321
그림 3.63. 시뮬레이션 대상 지역의 규모별 인명피해(사망) GIS 맵 323
그림 3.64. 시뮬레이션 대상 지역의 규모별 이재민 발생 수 326
그림 3.65. 시뮬레이션 대상 지역의 규모별 이재민 발생 수 GIS 맵 327
그림 3.66. 연간손실 산정 알고리즘 330
그림 3.67. 지진 위험도 개발 과정 331
그림 3.68. 지진 재해도 (2500년 재현주기의 PGA 기준) 332
그림 3.69. 재현주기별 서울지역 지진위험도 333
그림 3.70. 서울시 재현주기별 최대지반가속도(PGA) 334
그림 3.71. 연간손실 산정 흐름도 335
그림 3.72. 연간손실 조회 화면 336
그림 3.73. 서울지역의 손상상태별 연간손실 337
그림 3.74. 국가통계포털 홈페이지 341
그림 3.75. 학교알리미 홈페이지 343
그림 3.76. 대학알리지 홈페이지 344
그림 3.77. 관광지식정보시스템 홈페이지 345
그림 4.1. 지진피해에 의한 건축물의 손실비용 평가 흐름 351
그림 4.2. 건축물의 성능평가 및 손실평가 과정 352
그림 4.3. 신규 건축물 지진손실 평가 프로그램(프로젝트 탭) 358
그림 4.4. 건축물 지진손실 평가 프로그램 (건축물 정보 탭) 359
그림 4.5. 건축물 지진손실 평가 프로그램 (건축요소 입력) 360
그림 4.6. 건축물 지진손실 평가 프로그램 (건물분석결과 탭) 361
그림 4.7. 건축물 지진손실 평가 프로그램 (결과 표출) 362
그림 4.8. 건물의 보수 취약도 곡선 364
그림 4.9. 순차적 손상상태의 평가 365
그림 4.10. 베타적 손상상태의 평가 365
그림 4.11. 동시발생 손상상태의 평가 366
그림 4.12. 손상이 발생한 요소 하나를 보수하는데 소요되는 보수기간 결정 함수 367
그림 4.13. 저층구조물 해석모델 및 단면특성 369
그림 4.14. 중층구조물 해석모델 및 단면특성 370
그림 4.15. 고층구조물 해석모델 및 단면특성 371
그림 4.16. 저층구조물의 역량곡선 평가결과 373
그림 4.17. 중층구조물의 역량곡선 평가결과 373
그림 4.18. 고층구조물의 역량곡선 평가결과 373
그림 4.19. 저층구조물의 최대밑면전단력과 최대가속도응답과의 관계 375
그림 4.20. 중층구조물의 최대밑면전단력과 최대가속도응답과의 관계 375
그림 4.21. 고층구조물의 최대밑면전단력과 최대가속도응답과의 관계 375
그림 5.1. 등가정적해석 및 지진응답해석에 의한 역량스펙트럼 작성 방법 380
그림 5.2. 해석 대상 건물 (4F)의 강도분포식(원문불량) 380
그림 5.3. 해석 대상 건물 (C1)의 평면도(그림누락) 382
그림 5.4. 수정 다케타형(Modified Takeda Type) 이력모델 390
그림 5.5. Bi-linear 이력모델(원문불량) 391
그림 5.6. FEMA P695의 가속도 응답 스펙트럼(그림누락) 394
그림 5.7. 재현주기 2475년에 대한 설계 스펙트럼 및 평균 스펙트럼 395
그림 5.8. 콘크리트모멘트(C1)의 역량스펙트럼 396
그림 5.9. 무보강조적채움벽이 있는 콘크리트모멘트(C2)의 역량스펙트럼 397
그림 5.10. 콘크리트전단벽이 있는 콘크리트모멘트(C4)의 역량스펙트럼 398
그림 5.11. 철골모멘트(S1)의 역량스펙트럼 399
그림 5.12. Trilinear 이력곡선 모델 401
그림 5.13. 전단벽에 적용한 섬유요소(fiber element) 모델 403
그림 5.14. 저층 철골구조물 해석모델 404
그림 5.15. 철골구조물의 3차원 비선형 지진응답해석(X방향) 405
그림 5.16. 철골구조물의 3차원 비선형 지진응답해석(Y방향) 406
그림 5.17. 전단벽을 포함한 철근콘크리트 구조물 해석모델 407
그림 5.18. 전단벽의 비선형 이력곡선 모델 및 최대전단내력 평가식에 따른 비선형 등가해석결과 비교 (전단벽의 콘크리트 압축강도 24MPa) 408
그림 5.19. 최대전단내력 평가식 2에 대한 X방향 해석결과 409
그림 5.20. 최대전단내력 평가식 2에 대한 Y방향 해석결과 410
그림 5.21. 최대전단내력 평가식 3에 대한 X방향 해석결과 410
그림 5.22. 최대전단내력 평가식 3에 대한 Y방향 해석결과 411
그림 5.23. 중층구조물 해석모델 414
그림 5.24. 고층구조물 해석모델 415
그림 5.25. 건축물 높이별 역량곡선 평가결과 417
그림 5.26. 건축물 높이에 따른 역량스펙트럼 419
그림 5.27. 최대밑면전단력과 최대가속도응답의 대응관계 420
그림 5.28. 절점계 비선형 지진응답해석과 3차원 비선형 지진응답해석의 비교 421
그림 6.1. 풍수해보험법 일부개정법률 의결 문서(행정안전부, 2012.10.22 발행) 433
그림 6.2. 연구 흐름도 435
그림 6.3. HAZUS-MH 손실예측 프로세스 442
그림 6.4. 대만의 HAZ-Taiwan 화면 443
그림 6.5. 국민안전처 지진재해대응시스템 화면 444
그림 6.6. 캣모델의 구성요소 445
그림 6.7. Munich Re의 한국 지진재해 위험지도 447
그림 6.8. 한국의 CRESTA 구분 449
그림 6.9. 시설물 분포사례 449
그림 6.10. 취약도 함수 예시(그림누락) 453
그림 6.11. 손실 예측 절차(출처 : Swiss Re) 455
그림 6.12. EP 곡선(출처: Swiss Re) 455
그림 6.13. EQECAT의 RQE 캣모델 프로그램 로고 456
그림 6.14. 지진보험 가입물건의 지역별 분포 457
그림 6.15 미국 지진위험도 (USGS, 2008) 461
그림 6.16. CEA 지진보험료 산정 화면 461
그림 6.17. 일본 지진보험 기초 요율지도 465
그림 6.18. 터기 지진재해도 467
그림 6.19. 지진보험 요율지도 469
그림 6.20. 연구 흐름도 470
그림 6.21. 자연재해 증가 추세 및 손실금액 증가 추세 479
그림 6.22. Cat Bond의 발행 구조 481
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