학교 비구조요소 내진설계 구조검토 사례 l 논산여자고등학교 그린스마트 미래학교

이번 프로젝트는 충청남도 논산시에 위치한 논산여자고등학교 그린스마트 미래학교 비구조요소 내진설계 구조검토 사례입니다.

대상 건축물은 교육연구시설인 고등학교로, 지하 1층, 지상 3층 규모의 철근콘크리트 구조 건축물입니다. 본 구조검토에서는 피난경로 조적벽체,

외부 치장벽돌 연결철물, 파라펫, 피난경로상 비상유도등, 소화저수조 PAD에 대한 비구조요소 내진설계 검토를 수행하였습니다.

비구조요소 내진설계가 필요한 이유

비구조요소 내진설계는 건축물의 주요 구조체가 아닌 부재라도 지진 시 안전성을 확보하기 위해 필요한 구조검토입니다.

학교시설에서는 피난경로의 확보가 특히 중요합니다. 지진으로 인해 복도나 계단실 주변의 조적벽체가 전도되거나,

천장 또는 벽체에 설치된 비상유도등이 탈락되거나, 외부 치장벽돌과 파라펫이 낙하할 경우 학생들의 대피에 직접적인 영향을 줄 수 있습니다.

따라서 학교, 유치원, 어린이집, 공공시설과 같이 다수의 사용자가 이용하는 건축물에서는 비구조요소 구조검토를 통해 각 요소의 설치 상태와 하중 전달 경로를 확인해야 합니다.

이번 검토에서는 KDS 41 17 00 건축물 내진설계기준을 포함한 현행 구조기준을 적용하였으며,

교육연구시설의 중요도와 비구조요소의 설치 위치를 고려하여 지진하중과 풍하중을 산정하였습니다.

피난경로 조적벽체 구조검토

조적벽체는 학교 내부의 복도, 교실, 계단실 주변에서 칸막이벽으로 많이 사용됩니다.

하지만 조적벽체는 면외방향 하중에 취약할 수 있으며, 지진 시 벽체가 흔들리거나 전도될 경우 피난경로를 막을 수 있습니다.

이러한 이유로 피난경로에 위치한 조적벽체는 단순 마감벽이 아니라 구조검토 대상이 됩니다.

이번 구조검토에서는 지상 1층부터 지상 3층까지 피난경로에 위치한 조적벽체를 대상으로 검토를 수행하였습니다.

조적벽체의 두께, 순높이, 순길이, 설치 높이, 미장 여부, 지지조건을 반영하여 면외방향 휨강도를 검토하였으며, 층별 지진하중을 적용하여 안전성을 확인하였습니다.

특히 조적벽체는 설치 위치에 따라 지진하중의 크기가 달라질 수 있으므로, 각 층의 설치 높이와 구조물 전체 높이를 고려하여 검토하는 것이 중요합니다.

검토 과정에서는 조적벽체가 지진하중과 유사활하중을 동시에 받을 때 발생하는 휨모멘트와 벽체가 보유한 휨강도를 비교하였습니다.

검토 결과에 따라 필요한 구간에는 경사재 보강 등 보강 상세를 적용하도록 정리하였으며, 조적벽체 한 면에 최소 2개소 이상의 경사재 보강을 설치하는 조건을 제시하였습니다.

외부 치장벽돌 연결철물 검토

외부 치장벽돌은 건축물의 외관을 구성하는 마감재이지만, 지진이나 강풍 발생 시 탈락 위험이 있는 대표적인 비구조요소입니다.

치장벽돌이 외벽에서 이탈하면 보행자나 학생에게 직접적인 위험을 줄 수 있으므로, 연결철물과 지지철물의 구조안전성 검토가 필요합니다.

이번 구조검토에서는 외부 치장벽돌 연결철물에 작용하는 지진하중과 풍하중을 고려하여 검토를 수행하였습니다.

치장벽돌은 외부에 설치되기 때문에 실내 조적벽체보다 풍하중의 영향을 크게 받을 수 있으며, 연결철물의 간격, 고정 방식, 앵커 조건,

벽체와 마감재 사이의 이격거리 등이 안전성에 영향을 줍니다. 따라서 단순히 치장벽돌 두께만 확인하는 것이 아니라, 연결철물과 구조체 사이의 하중 전달 경로를 함께 검토해야 합니다.

파라펫 구조검토

파라펫은 건물 옥상이나 외벽 상부에 설치되는 부재로, 지진 및 풍하중에 의해 전도나 균열이 발생할 수 있습니다.

특히 파라펫은 건물 최상부에 위치하는 경우가 많아 지진하중 산정 시 불리한 조건이 될 수 있으며, 외부에 노출되어 풍하중도 함께 고려해야 합니다.

본 검토에서는 파라펫을 중요도계수가 적용되는 비구조요소로 보고 내진설계 검토를 수행하였습니다. 파라펫의 자중, 설치 높이,

지진하중, 풍하중을 반영하여 구조적 안전성을 검토하였으며, 현장 조건과 도면 조건이 달라질 경우 재검토가 필요하다는 공통사항을 함께 제시하였습니다.

비상유도등 및 소화저수조 PAD 검토

비상유도등은 중량이 크지 않은 경우가 많지만, 피난을 유도하는 핵심적인 설비입니다.

지진 발생 시 비상유도등이 탈락되면 피난 동선 확보에 문제가 발생할 수 있으므로 피난경로상 비상유도등에 대해서도 내진설계 검토가 필요합니다.

이번 검토에서는 비상유도등의 정착부를 대상으로 검토하였으며,

가능하면 비구조체가 아닌 구조체에 직접 정착하는 것을 권장하는 조건을 제시하였습니다.

소화저수조 PAD는 설비하중을 지지하는 장비기초에 해당합니다. 콘크리트 패드와 강재틀이 충분히 밀착되지 않거나,

앵커볼트 설치 상태가 불량하면 지진 시 추가적인 휨모멘트가 발생할 수 있습니다.

따라서 소화저수조 PAD 검토에서는 콘크리트 패드, 강재틀, 앵커볼트의 정착 상태와 하중 전달 조건을 함께 확인해야 합니다.

학교시설 비구조요소 구조검토의 의미

학교시설의 비구조요소 구조검토는 단순히 보고서 제출을 위한 절차가 아닙니다.

학생들이 실제로 이용하는 복도, 계단, 출입구, 외벽, 옥상부, 설비공간의 안전성을 사전에 확인하는 과정입니다.

특히 그린스마트 미래학교와 같이 기존 학교시설을 개선하거나 리모델링하는 사업에서는 설계도서와

현장 조건, 신설 부재와 기존 구조체의 연결 상태를 종합적으로 검토해야 합니다.

논산여자고등학교 비구조요소 내진설계 구조검토는 조적벽체, 치장벽돌, 파라펫, 비상유도등, 소화저수조 PAD를 각각의 특성에 맞게 검토한 사례입니다.

각 항목은 하중 조건과 설치 위치가 다르기 때문에 동일한 기준으로 단순 판단할 수 없으며, 건축구조기술사의 구조검토를 통해 안전성을 확인하는 것이 중요합니다.

강한건축구조기술사사무소

강한건축구조기술사사무소는 비구조요소 내진설계, 학교시설 구조검토, 조적벽체 구조검토,

치장벽돌 연결철물 검토, 파라펫 구조검토, 비상유도등 내진검토,

장비패드 구조검토 및 구조안전확인서 발급 업무를 수행하고 있습니다.

학교, 유치원, 어린이집, 공공시설, 근린생활시설, 상업시설에서 비구조요소의 안전성 확인이 필요한 경우에는 건축구조기술사의 전문적인 검토를 통해

구조안전성을 확보하는 것이 중요합니다. 강한건축구조기술사사무소는 설계도서 검토,

하중 산정, 비구조요소 내진설계, 보강상세 검토, 구조안전확인서 발급까지 직접 수행합니다.

(썸네일의 건물 이미지는 재구성 한 가상건물 입니다.)