유리커튼월의 지진대비 안전확보 방안

     유리-프레임 간 변위를 흡수할 수 있는 디테일 (ER)

 

유리의 파손을 막기 위해 유리를 고정하는 프레임 또는 유리와 유리 사이에 변위를 흡수할 수 있도록 공차(clearance)가 확보되어야 한다. 아래 [그림 1]의 a), b), c)는 면내 방향에 대한 유리-프레임 간 변위 흡수에 대한 상세를 나타낸다. 구조체에 발생할 수 있는 층간변위를 계산하여 유리와 프레임 사이의 간격을 계산할 수 있다. 이때 충분한 공차를 두어야 층간변위 발생 시 유리와 프레임 사이가 부딪히지 않아 유리에 충격이 발생하지 않는다. 또한, 예측 불가능한 변위가 발생할 때를 대비해 충격완화를 위한 실란트를 충분히 사춤해 공차가 확보되지 않아도 유리의 파손을 막을 수 있도록 한다. [그림 1]의 사진 d)는 유리가 커튼월 프레임에 의해 전면지지 되지 않고 4점 지지되어 유리와 유리가 면하는 경우이다. 유리 사이에는 공차를 둘 수 없으므로 실란트를 두껍게 형성하여 변위에 의한 유리의 충격을 줄일 수 있다.

[ 그림 1. Clearance 확보 (a, b, c) 및 거대 실란트 사춤(d) (FEMA E-74) ]

[그림 2]는 유리와 프레임 연결부에 실런트를 삽입하여 유리와 프레임간 변위를 흡수할 수 있는 상세를 나타낸다. 층간변위 발생 시 구조체의 변형에 따라 프레임이 함께 거동하고 이때 탄성을 가진 실런트에 의해 변위가 흡수된다.

[ 그림 2. 유리와 프레임간 실란트 적용 변위흡수 상세 ]

     프레임-구조체간 변위를 흡수할 수 있는 디테일 (ER)

 

커튼월은 구조체의 변위에 영향을 받기 때문에 구조체의 변형에 대한 고려가 필요하다. 구조체의 층간 변위를 흡수하기 위해 수평이동 방식을 적용하여 구조체의 면내방향 변위를 흡수하도록 한다. 수평이동 방식은 Sliding type이라고도 하며, 하부 지점은 고정되어 있고 상부지점은 면내방향으로 자유롭게 이동 가능하도록 구성한다. 구조체의 면내 방향으로 층간변위가 발생하면 패널 또는 프레임의 하부는 구조체와 동일하게 움직이며, 상부는 구속없이 면내 방향으로 자유롭게 이동하여 층간변위를 흡수한다.

[ 그림 3. 슬라이딩 타입의 원리 ]

[그림 4]는 유리 커튼월과 구조체간 접합 디테일에 슬라이딩 방식을 적용한 상세를 나타낸다. 커튼월 접합부에 강성을 갖도록 알루미늄 또는 스틸을 얇게 형성하여 지진 발생 시 얇은 판이 양옆으로 이동하면서 변위를 흡수한다.

[ 그림 4. Sliding type 커튼월 상세 ]

     프레임-구조체간 변위를 흡수할 수 있는 디테일 (NE)

 

커튼월은 구조체의 변위에 영향을 받기 때문에 구조체의 변형에 대한 고려가 필요하다. 구조체의 층간 변위를 흡수하기 위해 수평이동 방식을 적용하여 구조체의 면내방향 변위를 흡수하도록 한다. 수평이동 방식은 Sliding type이라고도 하며, 하부 지점은 고정되어 있고 상부지점은 면내방향으로 자유롭게 이동 가능하도록 구성한다. 구조체의 면내 방향으로 층간변위가 발생하면 패널 또는 프레임의 하부는 구조체와 동일하게 움직이며, 상부는 구속없이 면내 방향으로 자유롭게 이동하여 층간변위를 흡수한다.

[ 그림 5. 유리의 내구성 강화 방안 (망입유리를 사용한 경우) ]

     브레이스 적용 (ER)

 

커튼월은 수평, 수직 프레임 또는 유닛화된 패널로 구성되어 수직형, 수평형 또는 격자형 구조를 이루며, 구조체의 층간변위 발생 시 횡력을 저항하지 못하고 프레임에 변형이 발생하게 된다. 이를 방지하기 위해 커튼월의 부재, 혹은 유닛 단위로 횡력에 저항할 수 있는 브레이스를 설치할 수 있다. 또한, 층간패널 방식의 경우, 각각의 커튼월 패널 유닛에 브레이스를 일체화하여 횡력에 저항할 수 있도록 한다.

아래 [그림 6]은 커튼월에 브레이스를 적용한 예시를 나타내며, 좌측 사진은 커튼월이 연결되는 구조체에 브레이스를 설치한 경우이고, 우측 이미지는 패널 유닛에 브레이스를 일체화한 커튼월을 나타낸다.

[ 그림 6. 유리커튼월의 브레이스 적용 ]

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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