비구조재 내진보강 솔루션 유형 및 주요 이슈

비구조재에 대한 내진보강 의사결정이 이루어지면, 구체적인 보강 솔루션을 선정한다. 비구조재는 종류가 다양하고, 비구조재별로 중요도 역시 상이하므로 모든 경우에 대하여 구조 엔지니어링을 수행할 필요는 없다. 보강 솔루션은 다음과 같이 크게 3가지 유형으로 구분할 수 있다.

■ Non-Engineered(NE) : 일반적인 시공자나 건축주가 별도의 엔지니어링 없이 적용할 수 있는 방법이다. 이러한 방법들에 대해서는 본 가이드의 5장에서 몇 가지 사례들을 제시한다. 예를 들면, 책장을 넘어지지 않도록 벽에 앵커링 해야 한다는 것은 NE 방법에 속한다. 단, 구체적인 앵커링의 개수와 크기 등에 대해서는 명기하지 않고 이는 작업자가 책장의 크기나 무게 등을 고려하여 결정한다. 이러한 방법은 실제 지진 발생 시 일부 피해가 발생할 수 있으며, 따라서 병원과 같은 중요한 건축물에는 적용하기 적합하지 않다.

■ Prescriptive(PR) : 이 방법은 미리 기준 등에 의해 결정된 규정을 적용하는 방법이다. 비구조재의 크기나 중량 등을 고려하여 미리 앵커링의 개수나 크기 등의 최소 조건을 기준 등에 설정해 둘 수 있다. 이는 미리 엔지니어링 또는 실험 등을 통해 기준에 대한 검증이 있어야 한다는 점에서 국내에서는 적용 가능한 사례가 별로 없다. 단, 비구조재를 공급하는 제작사 등에서 사전에 실험 등을 통해 규정된 방법에 대한 검증이 있는 경우 적용 가능하다.

■ Engineering Required(ER) : 이 방법은 전문가에 의한 설계 및 보강방법으로, 하중의 산정과 허용 기준의 설정 등과 관련하여 비구조재의 특성들을 고려하여 적용할 수 있다. 국내에서는 아직 비구조재에 대한 본격적인 내진설계 및 내진보강 엔지니어링이 일반적이지는 않으나, 중요 건축물에 대해서는 고려할 수 있다. 국내의 KBC2009와 미국의 ASCE 7-10에서 비구조재의 하중 산정 방법을 규정하고 있으며, SPEC연구단의 비구조요소 내진성능 평가지침에서도 하중산정 및 허용 기준을 제시하고 있다.

비구조재의 내진보강과 관련하여 다양한 이슈들이 고려되어야 한다. 주요 이슈들은 다음과 같다.

1. Interaction of nonstructural components

⦁ 인접한 비구조간 상호작용에 의한 손상 발생

⦁ 현수형 천장재, 등기구, 덕트, 스프링클러 등 천장 내 비구조재 설계 시 고려

2. Interaction of nonstructural and structural components

⦁ 구조재의 변형에 의한 비구조재 손상

⦁ 구조재와 비구조재의 상이한 거동으로 인한 비구조재 손상

3. Strength of structural components

⦁ 비구조재는 구조재에 앵커링되는 것이 일반적임. 구조재의 강도 검토 필요

4. Location

⦁ 빌딩내의 비구조재 위치(고층으로 갈수록 설계 하중이 커짐)

5. Primary vs. secondary effects of failure

⦁ 비구조재의 파괴에 의한 물, 가스, 화학물질 등의 누출 예상시 이에 대한 검토 필요

6. System performance

⦁ 내화 설비, 비상전력 시스템, 전산 및 통신장비 등은 시스템 성능에 영향을 미치는 요소임

7. Emergency egress

⦁ 비상구, 계단실, 복도 등에 설치된 비구조재는 피난설계 시 고려 필요

Department of Architecture _ Prefabricated Building Structural Lab. 

 T 031) 219 - 2499 / F 031) 219 - 2945  / 우) 16499    경기도 수원시 영통구 월드컵로 206 아주대학교 산학협력원 804호

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