매달린 천장의 지진대비 안전확보 방안

     브레이스 등을 통한 횡력저항 성능 향상

 

천장틀의 시공 시 상부에 설치되는 배관 및 설비, 시공 상 번거로움, 비용상승 등으로 인하여 브레이스나 와이어가 설치되지 않는 곳이 대부분이다. 천장틀의 춤이 높을수록, 내진성능 뿐만 아니라 강풍 및 태풍에 의해서도 탈락될 수 있다.

브레이스나 와이어는 지진 발생 시 횡력에 대해 성능을 높일 수 있는 장치로 한 포인트에서 슬라브 하면에 4방향으로 고정되는 방식으로 시공된다. 이 방법은 브레이스 및 와이어의 정확한 접합 상세가 요구되고, 상세한 시공이 필요하다는 단점이 있다. [그림 1]은 브레이스 및 와이어를 통한 횡력저항 성능 향상의 예시이다.

[ 그림 1. 브레이스를 통한 횡력저항성능 향상방안 ]

     행어볼트 및 행어의 내력 향상

 

지진 발생 시 횡력에 대하여 구조물이 거동하면, 구조물에 설치된 비구조재 또한 거동을 시작한다. 이 때 천장틀은 행어볼트가 수직 압축력에 대해 저항한다. 행어볼트는 약 9mm의 지름을 가진 스틸로 이루어져 있으며, 수직 진동 발생 시 압축력에 취약하다.

행어볼트의 내력 향상을 위하여 아래의 방법이 제시된다. 이 방법은 기존에 사용되는 행어볼트의 단면적을 키우는 방법으로 특수 제작된 행어볼트가 횡력에 대해 저항하도록 한다. 이는 천장틀의 앵커볼트와의 연결, 행어볼트와의 연결이 가능하다는 전제조건이 필요하다. [그림 2]는 행어볼트의 단면적을 향상시켜 횡력에 저항하도록 만든 예시이다. 또한 행어볼트뿐만 아니라 행어의 형태도 바뀌어 수직 압축력에 대한 저항 성능이 향상된다. 이는 캐링채널과의 고정된 볼트 접합으로 이루어져 행어볼트 및 행어, 캐링채널이 일체로 거동한다.

[ 그림 2. 행어와 행어볼트의 수직 압축력 저항성능 향상 방안 ]

행어는 2mm의 두께로 이루어진 ㄷ자 모양으로 이루어져있다. 이는 뚫려있는 개단면으로 횡력에 대해 행어의 웨브 부분이 변형하여 탈락의 위험이 있다. 또한 행어의 경우 지름 1mm의 클립으로 연결되는 형식을 많이 사용하는데 이 부분이 변형되거나 파괴될 수 있다. 위의 [그림 2]는 행어의 모양을 개단면을 폐단면으로 변형시켜 횡력 및 수직 압축력에 대한 단면적 증가 및 변형 방지, 행어 클립의 단면적 증가를 위한 아이디어의 예시이다.

     천장 마감재와 벽체의 연결부 디테일 향상

 

지진피해사례에서 살펴볼 수 있듯 지진에 대한 구조재와 비구조재의 거동은 상이하여 비구조재의 탈락 및 손상으로 이어진다. 천장틀의 경우 일반적으로 프레임은 벽체에 고정되지 않고 몰딩으로 천장 마감재와 벽체가 이음부를 형성하는데 이 부분은 간단한 충격에도 마감재가 탈락할 수 있다. 이에 천장틀의 격자를 형성하는 부재(캐링채널 및 M bar등)와 벽체를 볼트 등으로 접합하고 변위 흡수장치를 설치하여 천장틀의 손상 및 탈락을 방지할 수 있다. [그림 3]은 천장틀 및 천장마감재의 손상을 막기 위해 벽체와 캐링채널 사이에 설치되는 몰딩에 장착된 변위 흡수장치의 예시이다.

[ 그림 3. 변위흡수장치 설치 예시 ]

     중량물의 경우 직접 고정

 

천장에 설치되는 대부분의 기계요소 및 설비요소 등은 천장틀에 매달려있다. 그러나 무거운 중량물의 경우 천장틀에 매달릴 때 KS D 3609에 제시된 적재하중의 허용 기준을 넘어선 안된다. 중량물의 경우 슬라브 하부에 직접적으로 매달려야한다. 시공상의 문제로 중량물이 천장틀에 매달려야 하는 경우 천장틀에 적절한 보강이 필요하다. 아래 [그림 4]는 중량물이 천장에 직접 매달리는 경우의 예시이다.

[ 그림 4. 중량물 천장 직접 고정 예시 ]

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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