Research Paper

Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea. 31 August 2025. 227-236
https://doi.org/10.7734/COSEIK.2025.38.4.227

ABSTRACT


MAIN

  • 1. 서 론

  • 2. 국내 내진 보강 정책의 문제점

  •   2.1 국내 정책 현황

  •   2.2 내진 보강법 현황 및 문제점

  •   2.3. 내진 보강 부정적 사례 분석

  • 3. 지진 격리시스템의 효과

  •   3.1 해석 하중 산정조건

  •   3.2 지진 격리장치의 하중 저감 효과

  • 4. 국외 정책현황을 활용한 건축물 내진 보강 정책 개선안

  •   4.1 국외 정책 현황

  •   4.2 국내 외 주요 정책 시사점

  •   4.3 지진격리 시스템 공법 적용을 위한 고려 사항

  • 5. 결 론

1. 서 론

대한민국은 1978년 지진 관측 이래 2022년까지 규모 2.0 이상의 지진이 2,101회, 규모 3.0 이상은 435회, 규모 4.0 이상은 55회 발생하였다. 특히 2016년 경주에서 규모 5.8, 2017년 포항에서 규모 5.4의 지진이 연이어 발생하면서 대한민국이 지진의 안전지대가 아니라는 인식이 확산되었고, 이에 따라 체계적인 지진 대응 정책의 필요성이 대두되었다(KMA, 2024).

정부는 2008년 「지진재해대책법」 제정 이후, 2015년부터 ‘제1차 지진방재종합계획’을 시행하였으며, 경주・포항 지진을 계기로 ‘제2차 계획(2019~)’으로 보완하였다. 이후 2024년부터는 ‘제3차 지진방재종합계획’을 추진 중에 있다. 해당 계획은 5개년 단위의 범정부 차원의 대응전략으로 지진・화산재해대책법에 근거한 최상위 지진 방재 계획이다. 1차 계획에서는 공공기관 내진보강 실적 부족을 극복하기 위한 내진성능평가 및 내진보강사업 확대가 주요 목표였으며, 이를 위해 민간 건축물에 대한 인센티브와 법 개정이 병행되었다. 이후 경주와 포항 지진을 계기로 2차 계획에서는 어린이집, 대학 등 다중 이용시설의 내진보강 정책 필요성이 강조되었고, 주요 시설물에 대한 내진보강율은 2022년 기준 75.1%까지 향상되었다. 또한 2018년에는 ‘내진설계 일반 기준(KCSC, 2022)’이 신설되어, 학교・병원・소방서 등 재난대응 핵심시설을 내진 특등급으로 분류하였다. 하지만 해당 기준은 주요 시설에 대해 붕괴 지연을 목표로 한 보강 위주로 구성되어 있으며, 기능 유지나 즉시 복구 성능 확보에는 한계가 있다. 세계적으로는 지진 격리장치, 댐퍼 등 다양한 연성 확보 및 감쇠 공법이 활용되고 있으나, 국내는 강재프레임 위주의 획일적인 방식이 주로 적용되고 있는 실정이다. 이는 신속한 시공과 낮은 공사비의 장점은 있으나, 결국 인명 대피 중심의 보강일 뿐 구조적・기능적 복원력을 담보하기 어렵다.

결과적으로 병원・소방서・학교 등 주요 재난대응 시설은 지진 발생 시 정상 운영이 가능하도록 기능 유지 중심의 내진 시스템이 반드시 필요하며, 현행 계획의 획일적 보강 기법만으로는 한계가 분명하다. 이에 따라 본 논문은 기존 정책의 한계를 분석하고, 보다 실질적인 기능 회복형 내진 정책 개선방안을 제시하고자 한다.

2. 국내 내진 보강 정책의 문제점

2.1 국내 정책 현황

국내 내진 보강 정책은 건축물의 유형에 따라 공공건축물과 민간건축물을 대상으로 한 미시적 정책과 모든 구조물을 포함하는 ‘지진방재종합계획’과 같은 거시적 종합 정책으로 구분할 수 있다. 지진방재종합계획 1-3차 내용을 Table 1에 정리하였다.

Table 1.

Composite laminate plate in cylindrical bending case

Category Phase I
(2015~2019)
Phase II
(2019~2023)
Phase III
(2024~2028)
Legal Basis 「EARTHQUAKE RECOVERY PLANS ACT」 (Amended 2014) 「ACT ON THE PREPARATION FOR EARTHQUAKES AND VOLCANIC ERUPTIONS」 「ACT ON THE PREPARATION FOR EARTHQUAKES AND VOLCANIC ERUPTIONS」
Establishment Background - Comprehensive plan at the government level is needed due to amendment of law
- Consideration of increased frequency of earthquake occurrence and overseas cases
- Comprehensive measures needed after the 2016 Gyeongju earthquake and the 2017 Pohang earthquake

- Improvement and supplementation of existing policies  
- Reflecting changes in domestic and international seismic environments - Expanding private sector participation, strengthening the effectiveness of seismic retrofit  
Policy Goal Protection of people’s lives and property, protection of infrastructure, and

improvement of laws and systems
Building an earthquake prevention bases
at the level of advanced countries
Activating private participation and expanding science-based research
Key Strategies - Establishment of earthquake observation and response system
- Establishment of earthquake-resistant design standards
- Promotion of earthquake-resistant measures for facilities
- Response to earthquake and tsunami
- Research and industry promotion  
- Improvement of earthquake information transmission system
- Induction of private earthquake retrofit
- Expansion of earthquake disaster prevention research
- Strengthening of support for evacuees      
- Focus on seismic retrofit of public facilities
- Expansion of seismic retrofit target for private buildings
- Strengthen practical on-site response capabilities
- Develop earthquake observation and prediction technology
- Establish a science-based R&D cooperation system
Seismic Retrofit Policy Improving seismic retrofit rates for
public and private facilities
Expanding investment in seismic
retrofit and shortening the period
(target year 2045 → 2035)
Strengthening the effectiveness of
private earthquake retrofitting and
expanding budget support
Earthquake Prepare Training & Education Implementation of earthquake
evacuation education for the public
Expanding customized and experiential education, expansion of safety experience facilities Building a practical, operational
response system in the site
Earthquake research and technology development Strengthening research functions and
fostering earthquake prevention industry
National active fault survey,
expansion of R&D bases
Strengthening science-based R&D
and cooperation systems

2.1.1 미시적 정책 현황

대한민국 정부는 2015년 ‘제1차 지진방재종합계획’ 수립 이후 공공건축물과 민간건축물의 내진 보강률 목표 달성을 중심으로 정책을 추진해 왔다. 종합계획의 수립에 따라 내진 설계 기준 정비와 동시에 보강 사업이 진행되었고, 상위 기준 정비 이전에 설정된 보강률 목표를 기반으로 공공시설물에 대한 내진 보강 사업이 시행되었다. 이로 인해 사업 초기에는 강재 프레임을 활용한 획일적인 보강 공법이 주로 적용되었으며, 이러한 보강 방식은 이후 정책과 사업에도 지속적으로 영향을 미쳤다. ‘제2차 지진방재종합계획’ 이후 내진 보강 대상 건축물이 확대되면서 시행된 보강 사업에서도 기존 강재 프레임 공법이 그대로 적용되었다. 이는 기존 사업에서 수행되었던 공법을 기준으로 책정된 예산 구조의 영향을 받은 결과로, 해당 공법은 비교적 경제성이 높지만 지진 발생 시 붕괴 지연에 초점을 두고 있어 필수 시설물의 기능 유지에는 한계가 있다. 그럼에도 불구하고 제한된 예산 내에서 실적 목표를 달성하는 것이 정책의 주요 목표가 되면서 다양한 보강 공법의 도입은 제한되고 있다.

또한 , 민간 건축물의 경우 종합계획 초기에는 공공시설물의 내진 보강률 달성에 집중한 결과 실질적인 보강은 이루어지지 않았다. 종합계획에서는 민간 건축물의 내진 보강에 대한 유인책의 필요성을 언급하였으나, 정부 지원 정책의 실효성은 미흡하였다. 1차 및 2차 계획 모두 인센티브 정책을 포함하고 있었지만, 실질적인 예산 배정없이 지자체의 자체 예산에 의존하도록 구성되면서 실질적인 내진 보강은 제한적이었다. ‘제3차 지진방재종합계획’에서는 연간 약 13억 원의 예산이 배정되었으나, 건축물당 최대 지원 금액은 4.8억 원, 정부・지자체 지원 비율은 최대 20% 수준에 그치며, 2025년에는 예산 배정이 전무한 상태다.

2.1.2 거시적 정책 현황

‘제1차 지진방재종합계획’ 수립 이후 종합계획은 국내외 지진 발생 양상에 따라 정책 기조와 예산 규모가 수시로 변화하며, 최상위 방재 대책으로서의 일관성과 정체성 확보에 어려움을 드러냈다. 민간 내진보강의 중요성은 강조되고 있으나, 실질적 예산 배정이 부족하여 정책 목표와 실행 간 괴리가 발생하고 있다. ‘제2차 지진방재종합계획’은 경주 및 포항 지진을 계기로 방재 대책을 대응 강화 중심으로 개편하고, 내진 보강 이행 목표 연도를 2045년에서 2035년으로 단축하며 강력한 추진 의지를 나타냈다. 그러나 ‘제3차 계획’에서는 국내 지진 발생 추이 감소에 따라 기조가 완화되었으며, 민간건축물로 정책 중심이 이동되었음에도 실질적인 재정 지원보다는 제도적 관리 강화에 치중하는 모습을 보이고 있다. 내진성능평가 의무 확대, 정보공개 확대 등 행정지표 중심의 접근이 이루어졌지만, 민간 내진 보강을 실질적으로 유도할 수 있는 예산 및 정책 인프라는 여전히 미비하다. 이로 인해 초기 보강률 확대에는 기여하였으나, 구조적 실효성 확보를 위한 예산 체계 개편, 기술 다양성 확보, 중요도 기반 보강 전략 마련 등의 측면에서는 지속적인 개선이 요구된다.

2.2 내진 보강법 현황 및 문제점

현행 내진 보강 정책은 건축물의 구조적 중요도나 지진 발생 시 기능 유지의 필요성을 충분히 고려하지 않고, 일괄적이고 획일적인 방식으로 적용되는 경향이 강하다. 병원, 소방서, 학교 등 재난 대응 핵심시설과 일반 업무용 건축물 간의 기능 차이를 반영한 차등 보강 전략이 부재한 상황이다. Table 2는 2023년 9월 기준으로 총 106건의 내진 보강 사례를 분석한 결과이다. 전체의 96% 이상이 철골 보강(Brace Reinforcement, Steel Frame Infill) 또는 기둥・벽체 보강(Column Jacketing, Shear Wall Retrofit) 방식으로 수행되었으며, 강재댐퍼, 벽식댐퍼, 점성댐퍼와 같은 에너지 소산형 보강 방식은 극히 일부에만 적용된 것으로 나타났다. 편성 시에도 중요도 기반 차등 배분보다는 일률적인 기준이 적용되고 있어, 실질적인 재난 대응력 강화를 위한 전략적 접근이 부족하다.

Table 2.

Current status of seismic retrofitting cases in korea

Type of retrofitting method Number of cases Percentage (%)
Steel Frame Retrofit 74 70%
Column and Shear Wall Jacketing 28 26%
Steel Damper Retrofit 1 1%
Wall-Type Damper Retrofit 1 1%
Viscous Damper Retrofit 2 2%
Total 106 100%

특히 기능 유지가 필수적인 시설은 지진 발생 시에도 정상 운영이 가능해야 하나, 현행 보강 방식은 주로 붕괴 지연에 초점을 두고 있어 사용성 확보 측면에서는 한계를 보이고 있다.

이에 따라 향후 내진 보강 정책은 단순한 보강률 확대에서 벗어나, 건축물의 용도, 중요도, 기능 유지 필요성 등을 반영한 선별적이고 전략적인 보강 체계로의 전환이 필요하다.

2.3. 내진 보강 부정적 사례 분석

내진 보강의 실효성을 확보하기 위해서는 정량적 보강률 달성뿐 아니라, 구조물별 내진 성능 평가의 정확성과 이에 기반한 보강 공법 선정이 중요하다. 그러나 실제 사례 분석 결과, 구조적 중요도나 기능 유지 수준을 반영하지 못한 일률적 보강과 성능 부족 사례가 다수 확인되고 있다.

행정안전부의 ‘4~6차 내진성능평가의 적정성 검토’ 보고서에서는 기존 건축물에 대한 내진성능 평가 과정에서 다양한 부실 사례들이 다수 확인되었으며 예를 들어 조사된 47개의 공공건축물 및 병원 시설 중 약 70.2%(33개소), 학교시설 46개소 중 76.1%(35개소)에서 철골 또는 기둥・벽체 보강이 적용되었음에도 불구하고, 상당수가 내진 성능 기준을 만족하지 못하였으며 Table 3은 자주 발생한 부실 사례이다. 이러한 결과는 내진율 향상에 치중한 정책 기조, 비용 효율성 중심의 공법 선택, 평가자 전문성 부족, 설계・시공・검증 간 연계 부족 등의 복합적 요인에서 비롯된다. 특히 일부 평가에서는 지반종류 선정 근거가 불분명하거나 응답가속도 산정 시 반응수정계수(R)를 반영하지 않아 설계 신뢰도가 저하된 사례도 존재한다.

Table 3.

Major defect cases identified in seismic performance evaluations

Review Item Major Defect Cases
Insufficient Seismic Capacity Failure to meet seismic Grade I or Special Grade standards
Inadequate Retrofit Design Uniform retrofit application without consideration of structural characteristics
Noncompliance with Design Codes Incomplete soil classification, omission of response modification factor (R), KDS mismatch
Construction Errors and Imperfection Retrofit was not implemented as planned or post-retrofit evaluation was omitted
Underestimation of Seismic Loads Inadequate consideration of site-specific seismic loads
Ignoring Non-Structural Elements Lack of consideration for infill walls, ceilings, cladding, and other non-structural components
Analytical Errors Mismatched structural models, omission of expansion joints (E.J.), diaphragm modeling errors, etc.

결론적으로 내진 보강의 질적 향상을 위해서는 내진성능 평가자의 역량 강화, 현행 설계기준(KDS, KBC 등)의 철저한 적용, 보강 후 성능 검증 절차 확보, 면진・제진장치 등 고급 기술의 실용적 도입 확대가 필요하다. 이는 구조물별 위험도와 기능 유지 필요성에 따른 차등적, 맞춤형 보강 전략 수립으로 이어져야 하며, 정량 중심 정책에서 실효성 중심 정책으로의 전환이 요구된다.

3. 지진 격리시스템의 효과

3.1 해석 하중 산정조건

지진 시 내진 프레임 구조물과 면진장치를 적용한 구조물의 응답 특성을 비교하기 위해 본 연구에서는 시간이력 해석을 수행하였다. 해석 대상은 변전소 구조물로 설정하였으며, 해당 구조물에 대해 표준 응답스펙트럼을 기반으로 입력지진파를 적용하여 구조적 응답을 분석하였다​.

3.1.1 해석 하중 산정조건

입력지진파의 선정 및 보정은 국내 「건축물의 내진설계 기준(KDS 17 10 00)」 기준에 따라 수행되었다. 지반은 국내 기준상 S2 지반으로 분류되었으며, 이에 따른 주요 설계 파라미터는 Table 4와 같다.

Table 4.

Seismic parameters for design response spectrum calculation

Parameter Value
Design Ground Acceleration Coefficient (αA) 2.8
Initial Transition Period (To) 0.06 sec
Transition Period (TS) 0.3 sec
Long-Period Characteristic (TL) 3.0 sec
Site Amplification Factor (S) 0.154
Damping Ratio Coefficient (Z) 0.11
Importance Factor (I) 1.4

지반증폭계수 Z는 1.4, 중요도계수 I는 1.0, 설계 가속도 계수 S는 0.154로 설정하였다. 암반 전이주기는 0.06초, 고유주기는 0.3초, 장주기 구성요소는 3초로 설정되었으며, 설계응답스펙트럼은 해당 지반조건을 기반으로 산정하였다​.

3.1.2 부지응답해석 결과 및 상관관계 분석

지진이 발생하면 체적파는 모든 방향으로 전파된다. 이때 파동이 서로 다른 지층의 경계를 통과할 경우 굴절 현상이 발생하게 되며, 이로 인해 지표면에 가까워질수록 파동은 거의 수직 방향으로 진행하게 된다(Idriss and Sun, 1992) 지반 응답 해석에서는 1차원 파동 전파 이론을 바탕으로 모든 지층의 경계는 수평으로 가정하며, 지반의 수평응답은 기반암 아래에서 수직으로 전파되는 SH파에 의해 유발된다고 가정한다. 본 연구에서는 실무에서 널리 활용되고 있는 ProShake 프로그램을 이용하여 부지 응답 해석을 수행하였다.

Fig. 1은 임의로 선정한 4개의 지진파에 대한 부지 해석 결과를 나타낸다. KDS 내진 설계 기준에 따르면, 시간 이력 해석에 사용되는 지진파의 평균 최대 지반가속도는 유효 수평 지반가속도의 90% 이상이어야 한다. 또한 특정 주기 구간 T0 부터 2TL 구간에서는 표준설계응답스펙트럼 130% 이하를 만족해야 한다. 이러한 기준을 바탕으로 4개의 지진파에 대한 부지해석 결과는 Table 5와 같고 두 가지 조건을 모두 충적하는 것을 확인하였다.

https://cdn.apub.kr/journalsite/sites/jcoseik/2025-038-04/N0040380403/images/Figure_jcoseik_38_04_03_F1.jpg
Fig. 1.

Site response analysis results of scaled ground motions compared to design response spectrum

Table 5.

Site response analysis criteria evaluation results

Ground Motion Case Overall Average Response (%) Average Response in Target Period Range (%) Evaluation Result
Case 1 155% 124% Pass (O.K)
Case 2 153% 127% Pass (O.K)
Case 3 166% 129% Pass (O.K)
Case 4 155% 128% Pass (O.K)

생성된 지진파의 경우, 응답 스펙트럼을 만족하더라도 서로 다른 지진파가 동일한 성분에 대해 해석하는 것은 의미가 없다. 실제 강진의 각성분 간 상관계수는 0.16 미만으로 매우 독립적인 특징을 가지고 있다. 따라서, 이러한 특성을 반영하여 일반 구조물의 내진 설계 기준에서는 두개의 시간 이력 차이의 상관계수를 0.16 미만으로 설정하도록 규정하고 있다(American Society of Civil Engineers, 2000; Chang, 1975). 본 연구에서는 4개의 지진파에 대한 상관관계를 분석하였으며, 그 결과는 Table 6과 같다. 지진파 기록들 간의 상관계수는 모두 0.16 이하로 나타나, 입력 지진파들 간의 통계적 독립성이 확보되었음을 의미한다. 이는 시간 이력 해석 시 복수의 지진파를 적용할 경우 상관계수가 0.16 미만이어야 한다는 내진 설계 기준의 요구 조건을 만족함을 확인하였다.

Table 6.

Correlation coefficient matrix of ground motions

Ground Motion 1 Ground Motion 2 Ground Motion 3 Ground Motion 4
Ground Motion 1 1.000 -0.083 -0.004 0.006
Ground Motion 2 1.000 0.0425 -0.0757
Ground Motion 3 1.000 0.026
Ground Motion 4 1.000

3.2 지진 격리장치의 하중 저감 효과

본 연구에서는 동일한 조건의 구조물에 대해 지진 격리장치를 적용한 경우와 적용하지 않은 경우를 비교하여, 면진 시스템의 구조적 응답 저감 효과를 분석하였다.

내진 1등급에 해당하는 변전소 구조물을 대상으로 일반 내진 구조와 지진 격리시스템을 적용한 구조 간의 동적 거동 특성을 비교 분석하였다. 구조해석은 상용 유한요소해석 프로그램인 MIDAS Civil을 활용하여 수행되었으며, 각각의 모델은 다음과 같은 기준으로 구성되었다. 모든 요소는 Beam 요소를 사용 하였고 면진 장치의 경우 MIDAS Civil의 General Link 요소를 활용하여 모델링하였다. General Link에서의 Lead Rubber Bearing Isolator은 선형 및 비선형적 특성을 입력할 수 있어 면진 장치의 재료 특성을 반영하기 적합하다. Lead Rubber Bearing Isolator은 거동 특성은 수식 (1)과 같이 모델링 가능하다.

(1)
f=rkd+(1+r)Fyzz˙=kFy1-|z|2asign(d˙z)+βd˙

여기서, f는 전체 저항력 k는 초기 강성 r는 항복 후 강성비 d는 상대변위 fy는 항복강도 𝛼𝛽는 Hysteretic Loop Parameter를 의미한다.

본 연구에서 사용된 두 개의 면진 장치의 물성특징은 Table 7과 같고 Fig. 2는 구조물 A,B의 기둥 정보 및 해석 결과 예시이다. 그리고 Table 8, 9는 강재프레임의 해석 결과이고 Table 10, 11은 면진 장치를 적용하였을 때의 해석 결과이다.

Table 7.

Linear and nonlinear properties of base isolators (Structure A and B)

Property Type Parameter Structure A Structure B Unit
Linear Properties Horizontal Stiffness (Dx) 2,283 894 kN/m
Horizontal Stiffness (Dy) 2,283 894 kN/m
Vertical Stiffness (Dz) 100,000 100,000 kN/m
Equivalent Stiffness (k) 92,976 36,397 kN/m
Nonlinear Properties Yield Strength (Fy) 74 29 kN
Post-Yield Stiffness Ratio (r) 0.0087 0.0087 -
Hysteresis Parameter (a) 0.5 0.5 -
Hysteresis Parameter (b) 0.5 0.5 -

https://cdn.apub.kr/journalsite/sites/jcoseik/2025-038-04/N0040380403/images/Figure_jcoseik_38_04_03_F2.jpg
Fig. 2.

Column specifications and sample analysis results for structures A and B

Table 8.

Column forces - structure A (Steel frame)

Column Shear Force (X)[kN] Moment (X)[kN・m] Shear Force (Y)[kN] Moment (Y)[kN・m]
1 113 47 5 10
2 12 31 3 21
3 226 180 11 28
4 172 126 475 837
5 17 33 832 1,512
6 183 164 435 839
7 185 146 633 1,115
8 17 33 1,228 2,080
9 191 175 592 1,144
10 187 144 626 1,104
11 17 33 1,226 2,080
12 183 166 587 1,135
13 176 127 656 1,154
14 5 12 1,348 2,149
15 233 193 778 1,327
16 55 50 122 111
17 16 22 116 117
18 114 105 146 135
Table 9.

Column forces - structure B (Steel frame)

Column Shear Force (X)[kN] Moment (X)[kN・m] Shear Force (Y)[kN] Moment (Y)[kN・m]
1 25 23 93 128
2 8 22 38 51
3 48 66 49 65
4 45 47 14 38
5 20 57 31 92
6 188 252 19 54
7 35 41 11 32
8 19 52 29 87
9 186 250 17 49
10 41 36 11 31
11 18 50 28 82
12 181 239 17 47
13 73 60 4 13
14 17 49 6 18
15 170 210 3 5
Table 10.

Column forces in structure A (Base-isolated)

Column Shear Force (X)[kN] Moment (X)[kN・m] Shear Force (Y)[kN] Moment (Y)[kN・m]
1 25 16 6 9
2 12 23 10 10
3 73 58 6 15
4 46 36 73 125
5 7 15 309 551
6 61 55 69 135
7 48 39 83 142
8 6 13 395 705
9 63 60 81 159
10 47 37 77 129
11 7 14 429 763
12 60 56 83 163
13 45 34 76 134
14 3 5 255 422
15 74 61 98 168
16 16 14 28 23
17 16 22 31 31
18 36 33 39 35
Table 11.

Column forces in structure B (Base-isolated)

Column Shear Force (X)[kN] Moment (X)[kN・m] Shear Force (Y)[kN] Moment (Y)[kN・m]
1 20 33 50 70
2 10 29 21 28
3 15 14 27 37
4 41 77 12 30
5 3 5 7 11
6 66 19 28 32
7 15 34 5 7
8 2 3 9 18
9 64 18 26 29
10 17 34 5 8
11 3 4 8 16
12 62 16 33 37
13 16 39 1 3
14 14 41 3 10
15 57 54 2 2

Table 12은 구조물 A,B에 발생하는 가장 큰 부재력을 비교한 결과이다.

Table 12.

Comparison of maximum member forces with and without base isolation

Structure Direction Steel Frame
(kN or kN・m)
Base-Isolated
(kN or kN・m)
A X Shear 82.67 24.00
X Moment 63.07 18.24
Y Shear 420.84 128.97
Y Moment 718.59 231.29
B X Shear 68.03 23.08
X Moment 86.03 19.58
Y Shear 22.09 13.76
Y Moment 32.35 17.27

Table 12에서 확인할 수 있듯이, 구조물 A와 B 모두 면진 시스템을 적용한 경우가 강재 프레임 내진 보강 구조물에 비해 X 및 Y 방향의 전단력과 모멘트가 현저히 감소하였다. 특히 구조물 A에서는 Y 방향 전단력의 경우 약 54% 이상, 모멘트의 경우 55% 이상 감소한 것으로 나타나, 면진 시스템의 하중 저감 효과가 극대화되었음을 알 수 있다. 또한 두 구조 유형 간 거동 특성에 관하여 내력의 최대값 뿐만 아니라 각 기둥에서 확인할 수 있는 내력의 통계적 분산에 있어서도 유의미한 차이를 나타냈다. 즉, 강재 프레임 구조의 경우 특정 기둥에 내력이 집중되어 있어, 지진격리 구조물에 비해 큰 내력의 분산값을 가진다. 이는 곧 지진 격리 구조가 강재 프레임 보강 구조에 비해 기둥 간 내력의 분포로 발생할 수 있는 문제점이 적음을 확인 할 수 있다.

본 장에서는 해석적 비교를 통해 강재 프레임을 사용한 내진 구조에 비하여 면진 장치가 도입된 지진격리 시스템의 특징을 확인하였다. 그 결과, 면진 장치를 도입함으로써 특정 구역에 부재력이 집중되는 경향이 완화되어 평균적으로 더 균일한 부재력을 나타냈으며 그 크기도 감소하는 경향을 보였다. 즉 지진 발생 시 지진격리 시스템 구조물이 강재 프레임 보강 구조물에 비해 유리한 성능을 보임을 확인하였다. 이러한 결과는 지진 안전성을 확보하기 위한 설계 시 면진 장치의 도입이 효과적인 대안이 될 수 있음을 시사한다.

4. 국외 정책현황을 활용한 건축물 내진 보강 정책 개선안

4.1 국외 정책 현황

전 세계적으로 지진 대응을 위한 내진 보강 정책은 각국의 지진 발생 이력, 건축물 유형, 제도적 기반에 따라 상이하게 운영되고 있다. 일본, 미국, 대만은 선진적인 정책과 제도적 지원을 바탕으로 민간 건축물의 내진 보강을 효과적으로 추진하고 있으며, 이들 국가의 민간 건축물 내진 설계에 대한 제도적 지원 현황은 Table 13에 요약되어 있다.

Table 13.

Comparative analysis of seismic retrofit policies in japan, the united states, and taiwan

Category Japan United States Taiwan
Mandatory Seismic
Assessment
Yes
(for large-scale or old buildings)
Partially
(varies by region and building type)
Yes
(for buildings over 1,000m2)
Financial Support for
Retrofit
Government and municipal subsidies with low-interest loans
(up to approx. 300 million KRW)
Federal (FEMA) and state grants
(e.g., up to $3,000 in California)
Government subsidies
(up to approx. 190 million KRW)
Priority Facility
Types
Hospitals, schools, public-use buildings Private houses, community facilities Hospitals, schools,
collective housing, etc.
Adoption of Base
Isolation Systems
Actively promoted and institutionalized (Performance certification
in Building Code)
Permitted and applied to major facilities (Supported by FEMA financial
programs)
Applied to key facilities
(not mandatory)
Earthquake Insurance
Coverage Rate
Over 50% 14% in California, 15% in Alaska Approximately 40% nationwide
Policy Characteristics Well-structured 3-step system:
assessment - retrofit - financial support, with institutionalized base isolation
FEMA-led, housing-focused,
varying by state or city
Mandatory seismic assessment with
financial aid, well-established insurance system

4.1.1 일본

일본은 1995년 한신・아와지 대지진을 계기로 「건축기준법」을 전면 개정하고, 대규모 내진 보강 사업을 시행하였다. 특히 2003년까지 전체 건축물의 약 75%를 내진화하였으며, 2020년 도쿄올림픽을 앞두고는 95% 이상의 내진 보강률을 달성하였다. 이러한 성과는 내진 진단의 의무화, 지방자치단체의 진단비 지원, 다변화된 보강 공법, 그리고 ‘방재대책기금’을 통한 재정 지원에 기인한다. 해당 기금을 통해 민간 건축물 소유자는 최대 3억 원 상당의 저리 대출을 받을 수 있다. 또한 병원, 학교 등 필수 시설에는 면진 시스템 적용이 되고 있으며, 고층 민간 건축물에도 폭넓게 도입되어 있다.

4.1.2 대만

대만은 1999년 9・21 대지진 이후 일본의 사례를 참고하여 내진 진단 및 보강 제도를 대폭 정비하였다. 특히 병원, 학교, 소방서와 같은 주요 공공시설에 대한 내진 보강을 의무화하였으며, 1,000m2 이상의 민간 건축물에도 내진 진단 및 성능평가를 요구하고 있다. 보강 면적에 따라 최대 1억 9천만원 상당의 보조금이 제공되며, 현재 전체 가구의 약 40%가 지진보험에 가입되어 있어 재정적 피해에도 효과적으로 대응하고 있다.

4.1.3 미국

미국은 연방 수준의 통일된 의무 기준은 없지만, 국제건축법(IBC) 및 주별 법령에 따라 주요 시설물(Risk Category IV)에 대한 높은 내진 성능이 요구된다. 특히 캘리포니아 주는 병원법(SB1953)을 통해 응급 의료시설의 기능 유지 확보를 법제화하고 있으며, FEMA의 재정 지원을 통해 면진 시스템 도입을 유도하고 있다(FEMA, 2006).

4.2 국내 외 주요 정책 시사점

국내 지진 방재 정책은 현재까지 공공시설물에 대한 내진 보강을 중심으로 추진되어 왔으며, 민간 건축물에 대한 지원은 매우 제한적인 수준에 머무르고 있다. 이는 우리나라가 지진 재난 대응 정책의 후발 주자로 출발하여 지진 위험에 대한 인식과 제도적 기반이 상대적으로 부족했던 현실을 반영하는 것이다. 그 결과, 재정적 지원 체계의 미비와 성능 중심 기술 평가 및 설계 기준의 부재 등 정책 전반의 실효성 확보에 한계를 드러내고 있다. 특히, 국내외 지진 대응 정책 간 가장 두드러진 차이점은 면진 설계 및 지진 격리 시스템에 대한 정책적 인식과 제도화 수준이다. 한국은 「내진설계 일반기준(KCSC, 2022)」을 포함한 관련 법령에서 내진 설계에 대한 세부 기준을 제시하고 있지만, 면진 설계에 대해서는 명시적 기준이나 적용 유도 장치가 매우 부족한 상황이다. 이에 반해, 일본은 면진 설계를 법적으로 도입하고 건축기준법상 면진장치 성능에 대한 인증제도까지 마련하여 민간 및 공공 모두에 광범위한 적용을 유도하고 있으며, 미국은 주요 시설물의 성능기반 설계 기준에 따라 면진 설계를 선택적으로 도입할 수 있도록 법적으로 허용하고 있다. 대만 역시 대지진 이후 면진 설계 관련 규정을 마련하여, 병원・학교・문화재 시설 등 중요 공공시설에 적용을 권장하고 있다. Ando(2012) 이러한 차이는 재정적 지원 체계에서도 유사하게 나타난다. 국내는 면진 시스템과 관련한 직접적인 지원 제도가 거의 전무하다. 반면, 일본은 면진 기술을 적용한 건축물에 대해 보조금과 세제 혜택을 명확히 제공하고 있으며, 미국 캘리포니아주의 경우 FEMA 예산을 기반으로 한 프로그램을 통해 면진 장치 적용 사례를 다수 확보하고 있다. 대만도 지원 정책상 면진 구조를 명시하지는 않지만, 기업 투자에 대해 간접적으로 세제 혜택을 제공하는 등 정책적으로 이를 뒷받침하고 있다.

국내에서도 면진 기술 개발은 진행 중이나, 실제 건축물에의 적용은 극히 제한적이며, 기술의 실용화를 위한 독립적인 재정 지원 체계도 마련되지 않은 상태이다. 단순한 제도 명시나 간접 유인만으로는 기술 도입을 현실화하기 어려우며, 정책 효과 역시 제한적일 수밖에 없다. 따라서 향후 국내 내진 보강 정책은 단순한 내진률 제고를 넘어, 재난 시 기능 유지를 목표로 하는 성능 기반 설계체계의 확립, 면진 시스템의 제도화 및 인증 기준 마련, 그리고 공공 및 민간을 포괄하는 재정 지원 체계 확대가 필수적으로 요구된다. 이는 단기적인 보강 실적보다는 장기적인 사회적 안정성과 재난 회복력 확보를 위한 핵심 전략이 될 수 있을 것이다.

4.3 지진격리 시스템 공법 적용을 위한 고려 사항

위 내용을 정리하면서 면진 장치의 효과적인 정책 도입을 위해 다음과 같은 사항을 제안한다.

1) 우선 적용 대상 선정

∙면진 장치는 초기 도입 비용이 크므로, 모든 시설에 적용하기 어 려운 현실을 고려해야 한다. 따라서 주변 환경 분석(교통량, 인구, 학생 비율 등)을 수행하여 데이터를 제공하고, 시설물의 중요도를 반영한 적용 대상을 선정해야 한다

∙재난 발생 후 시뮬레이션 연구를 수행하여 재난 대응 및 공공 안 전과 직결되는 지역을 선정하고, 인구 밀집도 및 대피 수요를 고려한 적용 방안을 마련해야 한다.

∙이를 바탕으로 대피 시설에 면진 장치를 도입하여 주민 보호 및 피해 복구의 핵심 역할을 수행할 수 있도록 한다.

2) 기존 시설물 적용 시 검토 사항

∙기존 시설물에 면진 시스템을 도입할 경우, 구조 개조 난이도 및 비용 부담이 크므로 기존 구조물에 적합한 신규 면진 장치 도입 방법론 개발 또는 정부 차원의 지원 정책을 통해 면진 시스템 도입을 유도해야 한다.

∙또한, 본진 이후 지속적인 여진 발생 가능성을 고려하여, 면진 장치 도입 시 구조물의 강도가 감소하지 않음을 필수적으로 확인해야 하며, 이를 통해 장기적인 구조 안전성을 확보해야 한다.

3) 신규 재난 대응 시설의 의무적 적용

∙우선 적용 대상 지역을 선정한 후, 해당 지역에 신규로 건설되는 재난 대응 시설(병원, 학교, 소방서 등)에는 면진 장치 도입을 의무화하여, 본진 및 여진 발생 시에도 시설 기능 유지 및 원활한 재난 대응이 가능하도록 해야 한다.

∙일반적인 내진 장치는 구조물이 붕괴되지 않더라도 비구조 요소 (천장, 내부 설비 등)의 추락 피해가 발생할 수 있으며, 이에 따라 필수 인력들이 부상을 입거나 사망할 위험이 존재하고 실제 비구조 요소의 추락으로 인한 피해 사례가 많다.

∙이는 원활한 재난 대응을 저해할 수 있으므로 면진 장치 도입을 정책적으로 유도하고 법적・제도적 지원을 강화할 필요가 있다.

5. 결 론

본 연구에서는 국내 지진 방재 정책의 구조적 한계와 내진 보강 실효성 문제를 분석하고, 지진 격리 시스템의 구조적 효과와 국외 정책사례를 바탕으로 보다 현실적이고 지속가능한 내진 보강 정책 개선 방안을 제안하였다. 국내에서는 「지진・화산재해대책법」에 따른 3차 지진방재종합계획을 통해 공공시설물 중심의 내진 보강이 지속되어 왔으나, 획일적 공법 적용과 민간 건축물에 대한 재정적 유인 부족 등으로 실질적 효과에는 한계가 존재하였다. 또한 내진성능 평가의 부실, 성능기반 설계 부족, 기술적 다양성 결여 등의 문제가 반복적으로 지적되고 있다.

이에 본 연구는 지진 격리 시스템을 적용한 구조 해석을 수행하여, 강재 프레임 보강 대비 면진 장치 적용 시 구조물의 전단력 및 모멘트가 평균 50% 이상 저감되는 효과를 정량적으로 검증하였다. 더불어 일본, 미국, 대만 등 국외 사례에서는 내진 진단 의무화, 재정 지원 강화, 면진 설계의 제도화 등이 민간 참여를 확대하고 보강 실효성을 제고하는 주요 요소로 작용하고 있음을 확인하였다. 이러한 결과는 국내 정책이 단순 보강률 중심의 정량적 접근에서 벗어나, 기능 유지 중심의 성능기반 설계와 면진 시스템 도입으로의 전환이 필요함을 시사한다.

향후 내진 보강 정책은 다음 세 가지 방향으로 개선될 필요가 있다. 첫째, 건축물의 중요도, 기능성, 재난 대응 역할을 반영한 차등 보강 전략 수립. 둘째, 면진 시스템에 대한 제도적 기준 및 인증체계 마련과 독립적 재정 지원 제도의 도입. 셋째, 민간 부문 참여 유도를 위한 세제 감면, 보조금, 보험 연계 등 다각적인 유인 방안 구축이다. 이를 통해 구조물의 물리적 안전성뿐만 아니라 사회적 기능 회복력까지 확보하는 실효성 중심의 내진 보강 정책 체계로의 전환이 기대된다.

References

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