KDS 설계기준 54 17 00 댐 내진설계

댐 내진 설계 기준

1. 일반 사항

(1) 목적

  • 댐 내진 설계에 필요한 체계적인 기준 제시

(2) 적용 범위

  • 지진·화산재해대책법 시행령에 규정된 다목적댐, 높이 15m 이상인 댐 및 부속 시설의 내진 설계에 적용
  • KDS 67 10 20을 적용하는 농업용 필댐은 제외
  • 부속 시설: 여수로, 부대 시설물 (취수탑, 발전소, 댐 관리동, 수로터널 등) 포함
  • 수문, 권양기, 현장 조작반, 관리교, 전기 및 계측 제어 설비 등도 포함
  • 이 기준에서 정하지 않은 사항은 KDS 17 10 00 및 관련 설계 기준 적용
  • 기존 댐에 대한 내진 성능 평가는 이 기준에서 제시한 내진 등급, 내진 성능 목표 등에 따라 실시

(3) 참고 기준

  • 관련 법규: 지진․화산재해대책법
  • 관련 기준:
  • KDS 14 20 80 콘크리트 내진 설계 기준
  • KDS 17 10 00 내진 설계 일반
  • KDS 24 17 11 교량 내진 설계 기준(한계 상태 설계법)
  • KDS 27 17 00 터널 내진 설계
  • KDS 54 30 00 필댐
  • KDS 57 17 00 상수도 내진 설계

(4) 용어의 정의

  • 설계 가속도: 정역학적 방법에서 구체에 작용하는 지진 가속도
  • 저수 기능: 댐이 물을 가둬두는 기능

(5) 기호의 정의

  • KDS 17 10 00(1.5)에 따름

2. 조사 및 계획

(1) 지반 조사

  • 댐의 내진 안전성 평가에 필요한 지반 물성치 파악을 위한 지반 조사 실시
  • 지층 구성, 지하수위, 각 지층의 역학적 특성 파악, 실내 시험 위한 시료 채취 등을 포함
  • 동적 현장 시험 실시: 전단파 속도 주상도 등 획득
  • 액상화 특성, 변형률 크기에 따른 전단 탄성 계수 및 감쇠비 특성 측정
  • 이 기준에서 정하지 않은 사항은 KDS 17 10 00(2.1)에 따름

3. 재료

  • 내용 없음

4. 설계

(1) 내진 설계 일반

  • KDS 17 10 00에서는 시설물의 내진 등급에 따라 각기 다른 설계 지진 수준 적용
  • 댐 설계 기준에서 댐체, 여수로 및 부대 시설의 설계 시 목표로 하는 내진 성능 수준: 기능 수행 수준, 붕괴 방지 수준
  • 이 기준에서 제시된 방법으로 내진 설계 시 기능 수행 수준과 붕괴 방지 수준 만족
  • 댐의 내진 성능 수준에 따른 설계 거동 한계:
  • 기능 수행 수준: 지진 하중 작용 시 경미한 손상, 지진 후 기능 유지
  • 붕괴 방지 수준: 지진 하중 작용 시 붕괴 방지, 복구 후 기능 발휘
  • 검증된 설계 방법 적용 가능

(2) 내진 설계 기법

  • 댐의 내진 설계를 위한 지진 해석 방법: 정역학적 방법, 동역학적 방법
  • 정역학적 방법: 단면 결정 시 기본 적용, 진도법 기반
  • 동역학적 방법: 정역학적 방법으로 결정된 단면 검토, 보다 정밀한 설계 시 적용
  • 동역학적 방법 적용 시 고려 사항:
  • 설계 지진파형 설정
  • 댐 축조 재료의 동적인 응답 특성
  • 3차원적 응답 특성, 감쇠 특성, 지하 소산 특성 규정
  • 파괴 기준 및 파괴 현상 모의
  • 부속 시설과 댐체와의 상호 작용 고려

(3) 설계 지반 운동

  • 설계 지반 운동 일반: 구조물이 건설되기 전 부지 정지 작업이 완료된 지면에서의 지반 운동
  • 설계 지반 운동 정의: 수평 2축 방향 성분, 동일한 세기 가정
  • 수직 방향 영향 고려: 댐 안전에 영향을 주는 경우 수직 방향 지진력 고려
  • 댐체 내진 설계: 댐 상류의 저수지 수위 및 수위 변화 상태에 따라 댐체 안전에 가장 불리한 방향으로 지진력 작용하는 것으로 가정하여 안정 해석

(4) 설계 가속도

  • KDS 17 10 00(4.2.1.1)에 따라 지진 구역 구분, 지진 구역 계수(Z), 평균 재현 주기별 위험도 계수(I) 산정
  • 댐 설계 가속도: 유효 수평 지반 가속도(S) × 단주기 지반 증폭 계수 × 댐 형식별 영향 계수
  • 지진 구역 Ⅱ에 위치한 다목적댐 및 100m 이상의 높이를 가진 댐: 지진 구역 Ⅰ의 구역 계수 채택하여 설계 가속도 상향 조정
  • 국가 지진 위험 지도 이용 시 행정 구역에 의한 방법으로 결정된 값의 80% 보다 작지 않아야 함
  • 설계 가속도 0.1g 이하이면 0.1g 취함

(5) 내진 등급별 설계 지진 수준

  • 댐의 내진 등급: 내진 Ⅰ등급, 내진 특등급 (댐의 중요도에 따라 분류)
  • 댐은 각 내진 등급에 따라 규정된 평균 재현 주기를 갖는 설계 지진에 대하여 설계
  • 내진 특등급 댐: 200년 (기능 수행), 2,400년 (붕괴 방지)
  • 내진 Ⅰ등급 댐: 100년 (기능 수행), 1,000년 (붕괴 방지)

(6) 지반의 분류

  • KDS 17 10 00(4.2.1.2)에 따름

(7) 설계 지반 운동의 특성 표현

  • KDS 17 10 00(4.2.1.4)에 따름

(8) 댐 형식의 영향

  • 지진의 영향은 댐 형식에 따라 다름
  • 록필댐(표면 차수벽형 석괴댐 포함), 콘크리트 중력댐(롤러 다짐 콘크리트댐 포함): 상대적으로 지진에 안전
  • 균일형 필댐: 지진에 취약, 하류 사면 등에 약간의 활동이 댐체의 누수와 관련된 파괴를 가져올 수 있음
  • 균일형 필댐 설계 가속도: 20% 크게 함
  • 아치댐: 정역학적 방법으로 해석할 때 설계 가속도의 2배 적용

(9) 입지 조건

  • 활성 단층에 인접하거나 가로지르는 지점에 댐 건설 금지
  • 사면 붕괴로 댐 안전이 위협받을 수 있는 지점에 댐 건설 금지
  • 액상화 잠재성이 있는 곳은 피하고, 불가피한 경우 지반 개량하여 액상화 방지

(10) 지진 하중

  • 정역학적 방법: 댐에 작용하는 고정 하중의 질량에 설계 가속도를 곱한 지진 하중 고려
  • 동역학적 방법: 댐체 하부에 작용하는 지진 하중에 의한 댐체의 증폭 특성 고려
  • 정역학적 방법 적용 시: 댐 안정에 불리한 방향으로 지진 하중 작용하는 것으로 해석
  • 댐체: 상하류 방향의 수평 지진 하중만 고려
  • 여수로 및 부대 시설물: 상‧하류 방향 또는 댐축 방향 지진 하중 선별적으로 고려
  • 동역학적 방법 적용 시: 상하류 방향, 댐축 방향, 연직 방향 지진 하중 시설물 상황 고려하여 작용
  • 유체의 동수압: 댐 형식에 따라 고려 여부 결정, 파랑고의 영향이 큰 경우 고려

(11) 댐 형식별 내진 설계 조건

  • 댐 형식에 따라 내진 설계에 반영할 지진 하중 종류 및 적용 형태 다름
  • 필댐 (표면 차수벽형 석괴댐 등 포함)
  • 콘크리트 중력댐 (롤러 다짐 콘크리트댐 등 포함)
  • 아치댐
  • 일반적인 내진 설계 조건:

| 댐 형식 | 설계 모형 | 일반적 설계 조건 |
|—|—|—|
| 필댐 | 2차원 | – 절편법에 의한 원호 활동 안전율이 최소 안전율 이상이거나 동적 해석에 의한 사면의 소성 변형량이 기준치를 만족할 것 |
| 콘크리트 중력댐 | 2차원 | – 합력이 댐체 수평 단면의 허용치 이내에 들 것 – 전단 마찰 안전율이 최소 안전율 이상일 것 – 댐체내 응력이 허용 응력 이내일 것 |
| 아치댐 | 3차원 | – 전단 마찰 안전율이 최소 안전율 이상일 것 – 댐체내 응력이 허용 응력 이내일 것 |

(12) 필댐의 내진 설계

  • 설계 거동 한계: 기능 수행 수준, 붕괴 방지 수준
  • 기능 수행 수준:
  • 댐체 기능 수행에 문제가 생길 수 있는 수준의 손상 없어야 함
  • 댐체 사면 활동이나 기초의 활동 발생하지 않아야 함
  • 댐체 균열 발생하지 않아야 함
  • 댐체나 기초 지반에 지진으로 인한 침하 발생되지 않아야 함
  • 지진 시 발생하는 파랑에 의해 댐에 월류가 발생하거나 여수로 및 부대 시설물의 기능 정지되어서는 안 됨
  • 댐체와 여수로 및 부대 시설물과의 경계, 기초와 양안(abutment)을 통해 지진으로 인한 누수 발생하지 않아야 함
  • 여수로 및 취수탑 등 부대 시설의 구조 재료는 지진 발생 시 탄성 거동하여야 함
  • 붕괴 방지 수준:
  • 댐체 재료의 미소한 항복과 영구 변형은 허용될 수 있으나 강도에 큰 영향 없어야 함
  • 댐체 및 기초 지반에 액상화 발생하지 않아야 함
  • 과도한 댐체의 사면 활동이나 기초의 활동 발생하지 않아야 함
  • 댐체에 균열 발생하더라도 저수 기능 저하되지 않아야 함
  • 댐체나 기초의 과도한 침하로 인해 저수 기능 저하되지 않아야 함
  • 지진 시 발생하는 파랑에 의해 댐에 월류가 발생하거나 여수로 및 부대 시설물 붕괴되지 않아야 함
  • 지진으로 인해 댐체와 여수로 및 부대 시설물과의 경계, 기초와 양안을 통해 제어 불가능한 누수 발생하지 않아야 함
  • 댐의 부속 시설인 여수로와 취수탑 등 부대 시설의 구조 재료는 설계 강도 내에 있어야 하며, 단기간 내에 복구를 통해 정상 작동 가능해야 함

  • 정역학적 내진 설계 기준:

  • 댐체 설계 지진력: 작용 정하중에 대한 구체의 관성력만 고려, 동수압 제외
  • 지진력: 활동면 상의 댐체 질량에 설계 가속도를 곱한 값
  • 활동면법에 의한 지진 시 사면 안정 검토:

    • 등가 정적 하중을 고려한 사면 안정 검토
    • 활동면 위의 댐체가 활동하도록 하는 힘: 정수압, 댐체 자중, 활동면을 따라 작용하는 간극 수압 및 수평 지진 관성력
    • 활동 모멘트에 대한 저항 모멘트의 비가 설계 안전율을 초과하면 댐은 안전
    • 사면 안정 검토에 적용하는 지진력: 저수지의 수위 상태와 그 수위의 발생 빈도 등을 고려하여 차등 적용
    • 구체 관성력 계산을 위한 댐체 자중: KDS 54 30 00(필댐)의 계산 방법에 의함
    • 지진 발생 시 간극 수압 변화는 설계자 판단에 의함
    • 대체로 간극 수압에 설계 가속도를 곱한 값 적용
    • 일반적으로 설계 가속도는 댐 상부에서 저면까지 같다고 가정
  • 동역학적 내진 설계 기준:

  • 설계 지반 운동: 수평 지반 운동 뿐만 아니라 수직 지반 운동 고려 가능
  • 설계 지반 운동: 가속도 시간 이력 적용, 3개의 시간 이력 채택
  • 내진 설계 대상 수위: 상시 만수위, 필요시 낮은 수위 조건에서도 검토
  • 댐체 모델링: 2차원 모델링 기본, 필요 시 3차원 모델링 가능, 기초 암반: 점탄성 모델, 비질량 모델 등 사용
  • Newmark 방식에 의한 댐 사면의 소성 활동량 계산하여 내진 안전성 검토
  • 소성 활동량 0.3m 이내이면 안전, 0.6m는 상당한 손상을 동반하는 허용 가능한 소성 변형량
  • 소성 활동량 0.6m 이상이면 좀 더 정밀한 동적 소성 해석 실시
  • 댐체의 동적 물성: 동적 실내 시험 등을 통해 구하여야 함
  • 댐체의 최대 전단 탄성 계수, 포아슨비와 전단 변형율에 따른 전단 탄성 계수 및 감쇠 정수는 기존 문헌 자료를 활용하여 추정 가능
  • 중심 코어형 필댐이나 균일형 필댐의 경우, 상류면에서 시작되어 하류면으로의 활동 가능성이 있을 때, 상류측에서의 활동면의 시점이 저수지 수위보다 낮은 경우 침투 파괴에 대해 검토
  • 댐체 사면 경사가 완만하여 유체와 댐의 상호 작용이 작으면 상호 작용(동수압) 고려하지 않아도 됨
  • 동적 해석에서 면밀한 검토를 하는 경우, 축조 및 담수의 단계적 해석 실시, 흙의 소성적 성질과 동적 간극 수압 고려
  • 발주자 요구 시 재현 주기 4,800년 이상의 설계 지반 운동을 적용하여 동적 소성 해석 가능

  • 액상화 검토:

  • 과잉 간극 수압 증가로 전단 강도 저하될 것으로 예상되는 기초 지반이나 댐체에 대해 액상화 안정성 검토
  • KDS 17 10 00(4.7)에 따라 액상화 검토 방법 선정

(13) 콘크리트 중력 댐의 내진 설계

  • 설계 거동 한계: 기능 수행 수준, 붕괴 방지 수준
  • 기능 수행 수준:
  • 콘크리트 댐의 해석: 2차원 해석 기본, 월류부 피어, 엘리베이터 또는 수압관 등이 포함된 특이 단면부에는 3차원 해석 실시
  • 지진 발생 시 저수 기능, 비상 대처 기능, 홍수 방어 기능, 용수 활용 기능 등 유지되어야 함
  • 여수로 및 부대 시설물에 대한 내진 설계
  • 권양기 및 현장 조작반은 강체 거동하는 것으로 가정하여 기초 앵커의 발생 응력 검토, 관리교는 낙교에 대해 안전하여야 함
  • 여수로 및 부대 시설은 댐체와 동일한 내진 등급과 지진 하중 적용
  • 콘크리트에 발생한 변형은 탄성 한계를 초과하지 않아야 함
  • 이음부의 열림 또는 국부적 파괴로 인해 누수 발생하지 않아야 함
  • 들림을 고려한 미끄러짐과 전도에 대하여 소정의 안전율 유지하여야 함
  • 지진 시 발생하는 파랑고에 의해 댐체가 월류되거나 여수로 및 부대 시설물의 기능 정지되어서는 안 됨
  • 붕괴 방지 수준:
  • 콘크리트 댐의 해석: 2차원 해석 기본, 월류부 피어, 엘리베이터 또는 수압관 등이 포함된 특이 단면부에는 3차원 해석 실시
  • 지진 발생 시 저수 기능, 비상 대처 기능, 홍수 방어 기능, 용수 활용 기능 등 유지되어야 하며 보수 및 용수 공급이 가능해야 함
  • 여수로 및 부대 시설물에 대한 내진 설계
  • 권양기 및 현장 조작반은 강체 거동하는 것으로 가정하여 기초 앵커의 항복 여부 검토, 관리교는 낙교에 대해 안전하여야 함
  • 여수로 및 부대 시설은 댐체와 동일한 내진 등급과 지진력 작용
  • 콘크리트에 발생한 변형은 탄성 한계를 현저히 초과하지 않아야 함
  • 이음부의 열림 또는 국부적 파괴로 인해 통제 불가능한 누수 발생하지 않아야 함
  • 들림을 고려한 미끄러짐과 전도에 대하여 소정의 안전율 확보하여야 함
  • 지진 시 발생하는 파랑고에 의해 댐체가 월류되거나 여수로 및 부대 시설물 붕괴되지 않아야 함
  • 댐 기초에는 액상화 발생하지 않아야 함
  • 댐의 부속 시설인 여수로와 취수탑 등 부대 시설은 설계 강도 내에 있도록 관련 설계 기준을 참조하여 설계

  • 정역학적 내진 설계 기준:

  • 지진력:

    • 설계 지진력: 작용 정하중에 대한 구체 관성력과 동수압, 지진에 의한 저수지의 파랑고 추가로 고려 가능
    • 댐체의 수평 관성력: 댐체 고정 하중의 질량에 수평 설계 가속도를 곱한 값
    • 관성력 작용점: 질량의 중심, 작용 방향은 댐 안정에 불리한 방향
    • 만수 시 안정 해석: 지진 하중은 상류측에서 하류측으로, 댐축에 직각 방향으로 수평
    • 저수지가 비어 있을 경우: 하류측에서 상류측으로, 설계 가속도는 설계 가속도의 1/2 적용
    • 댐축 방향으로 지진 하중을 작용할 때: 설계 가속도는 댐축 직각 방향과 같음
    • 수평 방향 지진 하중에 의한 수압 증가량: Westergaard 공식 등에 의하여 구할 수 있음
    • 댐체의 수직 관성력: 적용하지 않음, 발주자 요구 시 댐체 고정 하중의 질량에 수직 설계 가속도를 곱한 값
    • 관성력은 상하 방향 중 불리한 쪽으로 작용
    • 지진에 의한 동수압:
    • 수평 방향 동수압: Westergaard의 공식 등에 의하여 계산, 댐의 연직면에 관성력 방향으로 수평
    • 수문(gate) 등 강재 구조물에서도 댐체와 같이 동수압 작용
    • 수직 방향 동수압: 물의 질량에 수직 설계 가속도를 곱한 값, 물 무게 중심에서 관성력 방향
    • 댐축 방향의 지진력이 작용할 때 월류부 교각(pier)의 상류측: 교각 좌‧우 측면에 동수압을 모두 관성력 방향
    • 동수압 계산 시 적용하는 수심: 상시 만수위에서 퇴사부 저면 기초 지반의 지반고까지
  • 응력 해석:

    • 댐의 수평 단면에 대한 휨 응력 분포: 선형적, 정적 외팔보(캔틸레버) 이론으로 산정
    • 지진 하중 고려 시 허용 응력: 정적 하중 작용 시 허용 응력에 비해 30% 증가
    • 상류측 선단에서 인장 응력 발생하지 않도록 제한, 하류측 선단의 인장 응력은 콘크리트의 허용 인장 응력까지 허용
    • 허용 인장 응력: 허용 압축 응력의 10%, 발생되는 압축 응력은 허용 압축 응력 이내
  • 활동에 대한 안정:
    • Henny의 공식에 의하여 안전율 구함, 그 값은 4.0 이상이어야 함
    • 댐과 기초 암반과의 접촉면, 기초 암반내의 강도 또는 변형성이 크게 다르게 작용하는 단층 등이 있는 경우, 국부적인 활동 안전율 검토
  • 전도에 대한 안정:
    • 지진력을 포함한 모든 외력의 합력의 작용점이 댐 저면 중앙 1/3에 들면 안전
    • 지진력이 상류 방향으로 작용할 때는 합력의 작용점이 댐 저면 중앙 1/3을 벗어날 수 있으며, 이 경우에는 하류측 선단에서의 인장 응력이 허용 인장 응력보다 작으면 안전
  • 댐 마루 시설의 설계:
    • 댐 마루의 진동은 기초부의 진동보다 크므로 댐 마루부에 있는 여러 가지 구조물, 특히 수문의 설계에 유념
    • 댐 마루에 있는 교량 등 중요 시설물에 적용하는 설계 가속도: 댐체 설계 가속도의 2배 적용
  • 여수로 교각의 설계:

    • 상‧하류 방향 및 댐축 방향에 대해 각각 지진력이 작용하는 것으로 한다
    • 여수로 교각 설계 시 저수지 수위: 상시 만수위(NHWL), 수문(gate)은 모두 닫혀 있는 것으로 한다
    • 수문의 하중이 구조물에 전달되는 문틀부와 앵커부를 포함하여 실시
  • 동역학적 내진 설계 기준:

  • 지반 운동, 적용 수위, 암반 모델링은 필댐을 참조
  • 댐 저면에 작용하는 수평 및 수직 반력의 시간 이력을 분석하여 Henny식에 의한 댐 전체의 활동에 대한 안전성 평가
  • 댐체에 발생되는 최대 전단 응력을 확인하여 동적 전단 강도와 비교 (안전율=1.0)
  • 댐 저면에 작용하는 외력 합력의 작용점의 시간 이력을 분석하여 댐 전체의 전도에 대한 안전성 평가
  • 댐체에 발생되는 최대 인장 응력을 확인하여 동적 인장 강도와 비교 (안전율=1.0)
  • 댐 저면에 발생하는 최대 압축 응력을 분석하여 지지력에 대한 안전성 평가
  • 콘크리트의 동적 탄성 계수: 정적 탄성 계수에 15% 할증, 동적 포아슨비: 정적 포아슨비의 0.7배
  • 콘크리트의 동적 전단 탄성 계수: 동적 포아슨비와 동적 탄성 계수와의 관계식으로 구함, 감쇠비: 5% 적용
  • 콘크리트 동적 전단 강도: 정적 전단 강도의 1.0배, 정적 인장 강도: 정적 쪼갬 인장 강도, 동적 인장 강도: 정적 인장 강도의 1.5배, 동적 압축 강도: 정적 압축 강도의 1.15배
  • 상기의 댐체 안정 및 응력에 대한 안전 조건들이 만족되지 않으면 좀 더 정밀한 동적 소성 해석 실시
  • 유체-구조물-지반 상호 작용 해석 시 유체의 압축성, 구조물의 유연성과 지반의 변형성 고려
  • 지반을 통한 지진파의 방사 조건을 반영하며, 지반 매질의 변형도 의존 특성 고려
  • 여수로 및 부대 시설물의 응답: 선형 및 비선형 거동 특성을 고려할 수 있는 해석법 사용, 입력 지반 운동에는 댐의 지진 응답 영향 고려
  • 발주자 요구 시 재현 주기 4,800년 이상의 설계 지반 운동을 적용하여 동적 소성 해석 수행 가능

(14) 아치댐의 내진 설계

  • 설계 거동 한계: 콘크리트 중력댐을 따름
  • 내진 설계 목표:
  • 지진력을 포함한 모든 외력에 의한 댐체 내의 응력이 콘크리트의 허용 응력을 초과하지 않도록 댐 단면 결정
  • 댐체와 기초 암반의 접촉면 특히, 양안 접촉면에서의 기초 암반이 지진 시에도 전단에 대하여 안정하여 활동하지 않도록 댐 위치와 형상 결정
  • 내진 설계 일반:
  • 정역학적 방법 또는 동역학적 방법으로 설계
  • 동역학적 방법 적용 시 입력 지반 운동과 댐의 응답 진도 및 댐체와 기초 지반 재료의 동적 강도 정확히 평가

  • 정역학적 내진 설계 기준:

  • 지진력:
    • 관성력:
    • 댐체의 질량에 설계 가속도를 곱한 관성력과 기초 지반의 가상 활동면 내의 암괴 질량에 설계 가속도를 곱한 관성력 모두 고려
    • 관성력의 작용점: 질량의 중심, 작용 방향은 안정에 가장 불리한 방향
    • 저수지가 비어 있는 상태의 응력 해석: 관성력의 작용 방향은 하류측에서 상류측으로, 적용 진도는 설계 가속도의 1/2
    • 동수압: 콘크리트 중력댐과 같이 Westergaard의 공식 등에 의하여 계산, 작용 방향은 댐 상류면의 직각 방향
  • 댐체 내의 응력 해석:
    • 캔틸레버 요소와 수평 아치 요소로 해석
    • 적용 설계 가속도: 상세한 이론적, 실험적 연구 결과에 따라 예측
    • 댐을 하류측으로 만곡시키면 캔틸레버 요소의 자중 응력에 의해 지진 응력이 상쇄되고 아치 요소에도 자중에 의한 아치 응력(축 압력) 발생
    • 콘크리트의 설계 허용 응력: 4배 이상의 안전율, 허용 응력은 정적 허용 응력에 비해 30% 증가
  • 기초 암반의 안정 해석:

    • 지진 시 기초 암반에 작용하는 지진력: 댐체에 작용하는 지진력에 의해 일어나는 추력(推力)과 기초 암반 자체에 작용하는 지진력
    • 기초 암반의 지진력: 가상 활동면 내의 암괴 자중의 질량에 설계 가속도를 곱한 관성력, 작용점은 암괴의 중심(重心), 작용 방향은 하류 방향
    • 활동에 저항하는 힘은 활동시키는 외력의 4배 이상이어야 함
  • 동역학적 내진 설계 기준:

  • 아치댐의 지진에 의한 동적 거동을 해석하는 방법: 해석적 방법, 실험적 방법, 수치적 방법
  • 아치댐은 가요성이어서 지진을 받으면 댐체는 처짐을 동반한 탄성 진동을 일으키므로 정역학적 방법으로는 지진 시의 거동을 정확히 해석할 수 없음
  • 높은 아치댐을 설계할 경우에는 응력과 변형은 동적 해석으로 검토
  • 경계 조건이 복잡하기 때문에 유한 요소법을 사용하는 것이 일반적
  • 동적 해석 방법의 기본 개념:
    • 지반 운동, 적용 수위, 암반 모델링은 필댐을 참조
    • 댐체에 대해서 3차원 모델링을 실시하고 2축의 수평 지반 운동과 수직 지반 운동을 조합하여 작용
    • 기초 암반은 비질량 모델, 점탄성 모델 등을 사용
    • 아치댐의 전도, 활동, 지지력 등에 관한 동적 안전성 검토의 세부 사항, 재료 특성, 강도 등은 콘크리트 중력댐을 준용
    • 유한 요소의 집합으로서 기초 암반의 깊이는 댐 높이의 1~2배를 취함

(15) 지진 응답 계측

  • 지진 응답 계측 일반: 내진 특등급 및 내진 Ⅰ등급 댐의 경우, 지진 응답 계측 기기를 설치하고 정상 상태가 유지될 수 있도록 관리
  • 계측 기기의 설치와 관리: KDS 17 10 00(4.6)에 따름