비구조재 지진안전 관련 국내외 기준

국내 건축물에 대한 내진설계 기준은 1988년 건축법에 처음 도입된 이후, 최근의 성능기반 내진설계 방법에 이르기까지 많은 발전을 이루었다. 그러나 이는 건축물의 ‘주요구조부’에만 적용되는 실정이다. 우리나라의 현행 건축법에서는 비구조재에 대한 구조안전 확인의 명확한 기준이 부재하다. 건축법에서 정의하는 ‘주요구조부’는 기둥, 바닥, 보, 지붕틀 및 주계단 등을 지칭하며, 건축법 시행규칙에서는 구조내력상 주요한 부분에 대하여 구조설계도서 및 구조안전 확인서 등을 작성하도록 하고 있다.

이에 따라 건축법을 따르더라도 비구조재에 대한 구조안전 확인의 의무는 없는 것으로 해석될 수 있다. 그러나 2000년 이후 KBC의 비구조재에 대한 지진하중 항목이 추가되어 필요한 경우 참고 가능하다. KBC에서 비구조재를 다룬 내용은 [표 1]과 같다.

[ 표 2. 우리나라의 비구조재에 대한 내진설계 기준 ]

각종 비구조재에 대한 내진설계는 건축법 시행규칙 및 고시 수준인 ‘건축구조기준’에 명시돼 있지만 상위 법령에서 명확하게 규정하고 있지 않아 현재 각종 비구조재에 대한 내진설계가 미비한 실정이다. 현실적으로 지금까지 주구조재의 피해경감에만 노력을 쏟았을 뿐 비구조재의 내진대책은 비구조재의 제작자나 시공자에게만 맡겨져 비구조요소의 손상에 대해서 소극적으로 대처하고 있는 실정이다. 따라서 건축물의 비구조요소 내진설계 및 내진시공의 의무화를 법제화하는 연구가 필요하다. 이러한 노력들 중 여러 기관에서 비구조요소의 일부의 내진설계 규정을 촉구하는 움직임을 보여왔는데, 그 중 국민안전처와 전파연구소를 주요 예시로 살펴볼 수 있다.

먼저 국민안전처에서 고시한(제 2015-138호, 2015년 11월 30일 개정) “소방시설의 내진설계 기준”을 살펴보면, 배관에 대하여 한정적으로 하중산정 방법이 제시된다. 그러나 성능목표나 비구조재의 설계하중 산정을 위한 구조체의 층응답스펙트럼의 적용 등은 포함되지 않았다.

전파연구소에서 제시한 “전기통신설비의 안전성 및 신뢰성에 대한 기술기준”의 “지진대책 대상 전기통신설비의 범위와 지진대책기준 (제 5조 관련)”의 경우 통신장비, 전원설비, 부대설비 설치 건물의 층응답스팩트럼에 적합한 내진성능을 갖추거나 제시된 층응답스펙트럼에 적합한 내진성능을 갖춰야 한다는 성능목표를 제시하였고, 이렇게 제시된 층응답스펙트럼은 액세스플로어, 통신장비 등의 실험에 실제 적용된다. 또한 수직하중에 대한 내용도 포함되어있다. [표 2]는 우리나라의 비구조재에 대한 내진설계 기준 비교이다.

[ 표 1. 2000년 이후 KBC의 비구조재 지진하중 관련 항목 ]

의료시설, 소방서, 발전소, 변전소, 방송국 등의 건축물은 지진과 같은 자연재해 시 건물이 붕괴되지 않더라도 비구조재의 손상 및 장비의 손상 등으로 기능 유지가 어려워지면, 지진이후 복구작업에 큰 문제가 발생한다. 따라서 이러한 특수 건축물들은 구조부재 외에 장비나 비구조재의 기능 유지를 위한 내진설계기준 정립이 필수적이다. 지진으로 인한 건축물 피해의 70%이상이 비구조재 손상으로 발생하지만, KBC에는 비구조재의 설계하중 산정 등만 제시되어 있고, 실제 실무에 적용 가능한 내진설계기준 제시가 부족한 실정이다.

미국의 ASCE 7-10과 ASCE 41-13을 살펴보면 ASCE 7-10에서는 비구조재의 수직, 수평 설계하중과 개별 비구조재에 대한 사양적 내진설계를 포함하고 있고, ASCE7-10에서 직접적으로 다루는 비구조 요소는 비구조재 요소 앵커관련 규정과 건축요소 관련 규정(외부 벽체 요소 및 접합부, 유리, 면외 휨, 천장시스템내진브레이스, 벽체와의 접합 상세 등 포함, 액세스플로어, 파티션 등), 기계 및 전기요소 내진설계 규정(기계요소, 전기요소, 장치 지지구조, 파이프 및 덕트, 스프링클러 시스템 등) 등을 포함하고 있다. ASCE 41-13의 경우 비구조요소별 하중, 변위, 성능목표별 허용범위 등을 자세하게 기술하였다. [표 3]은 KBC 2016과 미국의 ASCE 7-10, ASCE 41-13을 각 항목에 대하여 비교한 것이다.

[ 표 3. KBC 2016, ASCE 7-10, ASCE 41-13의 비교 ]

미국의 비구조재에 대한 내진시방서에는 UBC, NEHRP, IBC, ASCE/SEI, ASME(보일러, 압축용기) 등이 있다. 한편 FEMA 356에 비구조재의 성능수준이 정리되어 있으며 FEMA 412, 413, 그리고 414에 기계설비, 전기설비, 그리고 파이프의 내진장치 설치 지침이 제시되어 있다.

국외의 비구조재 관련 가이드, 보고서 및 지침을 요약하면 [표 4]과 같다. 국외의 기준은 전문가뿐만 아니라 비전문가나 건축주 등이 자발적으로 비구조재에 대한 지진대응이 가능하도록 다양한 설계기준 및 가이드를 제시하고 있다.

[ 표 4. 해외의 비구조재 관련 보고서, 가이드 및 지침 분석 ]

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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