유치원 비구조요소 내진설계 구조검토 사례 l 무안 사랑유치원 구조안전확인서

이번 프로젝트는 전라남도 무안군 일로읍에 계획된 가칭 ‘사랑 유치원’ 신축공사의 비구조요소 내진설계 구조검토 사례입니다.

대상 건축물은 지하 1층, 지상 3층 규모의 교육연구시설이며, 구조형식은 철근콘크리트구조와 철골구조가 함께 적용된 건축물입니다.

본 구조검토에서는 피난경로 조적벽체, 외부 치장벽돌 연결철물, 캔틸레버 캐노피를 대상으로 비구조요소 내진설계 검토를 수행하였습니다.

비구조요소 내진설계가 필요한 이유

비구조요소는 건축물의 주 구조체는 아니지만, 지진이나 강풍이 발생했을 때 낙하, 전도, 탈락, 파손으로 이어질 수 있는 부재입니다.

특히 피난경로에 설치되는 조적벽체는 지진 시 면외방향으로 균열이나 전도가 발생할 수 있으며,

외부 치장벽돌은 연결철물의 성능이 부족할 경우 외벽에서 탈락될 위험이 있습니다.

또한 캔틸레버 캐노피는 건물 외부로 돌출되어 설치되는 경우가 많기 때문에 풍하중과 지진하중의 영향을 동시에 받습니다.

이러한 비구조요소는 평상시에는 구조적 위험성이 잘 드러나지 않지만, 지진이나 태풍과 같은 외력이 작용할 때 사고로 이어질 수 있습니다.

따라서 유치원과 같은 교육시설에서는 비구조요소 구조검토를 통해 피난경로와 외부 설치부재의 안전성을 사전에 확인하는 것이 중요합니다.

이번 구조검토는 KDS 41 17 00 건축물 내진설계기준을 포함한 현행 구조기준을 바탕으로 수행되었습니다.

대상 건축물은 중요도 1로 분류되었고, 교육연구시설인 유치원이라는 사용 특성을 고려하여 비구조요소 중요도계수와 지진하중 조건을 반영하였습니다.

피난경로 조적벽체 구조검토

조적벽체는 내부 칸막이벽으로 많이 사용되지만, 지진 시 면외방향 하중에 취약할 수 있습니다.

특히 피난경로에 설치된 조적벽체는 손상될 경우 대피 동선을 막거나 낙하 위험을 유발할 수 있기 때문에 단순 칸막이벽이 아니라 구조안전성 검토 대상이 됩니다.

본 검토에서는 지상 1층부터 지상 3층까지 피난경로에 위치한 조적벽체를 대상으로 보강 위치를 설정하고,

벽체 높이, 길이, 두께, 미장 여부, 지지조건을 반영하여 면외방향 휨강도와 지진하중에 대한 안전성을 검토하였습니다.

검토서에는 지상 1층, 지상 2층, 지상 3층의 조적벽체 보강위치도가 구분되어 있으며, 각 층의 피난경로를 중심으로 보강구간이 설정되어 있습니다.

조적벽체는 개구부 유무와 벽체 형상에 따라 구조적 거동이 달라지기 때문에 동일한 기준을 일괄 적용하기 어렵습니다.

이에 따라 개구부가 없는 벽체, 개구부가 있는 벽체, 복도 및 계단 주변 벽체 등 조건별로 보강 상세를 구분하였고,

앵글 및 각파이프 등을 활용한 보강안을 적용하여 내진성능을 확보하도록 검토하였습니다.

치장벽돌 연결철물 검토

외부 치장벽돌은 건축물의 외관을 구성하는 마감재이지만, 지진이나 풍하중에 의해 탈락될 경우 보행자와 이용자에게 직접적인 위험을 줄 수 있습니다.

특히 유치원과 같이 어린이가 이용하는 건축물에서는 외부 치장벽돌의 구조안전성 검토가 매우 중요합니다.

본 구조검토에서는 외부 치장벽돌 연결철물에 대한 검토를 수행하였습니다. 치장벽돌은 0.5B 두께 조건을 기준으로 검토되었으며,

C형 연결철물과 지지구조체 사이의 이격거리, 단열재 외면과 치장벽돌 내면 사이의 거리, 조적용 모르타르 및 연결철물의 규격 조건을 함께 확인하였습니다.

또한 조적용 형강 L-200x100x9T 지지철물에 대한 재검토도 수행하였습니다. 검토 결과, 치장벽돌 높이와 앵커 조건을 만족하도록

M16 세트앵커 및 삽입깊이 조건을 반영하여 안전성을 확보하는 것으로 정리되었습니다.

이러한 치장벽돌 구조검토는 단순 마감재 검토가 아니라, 외벽 마감재의 낙하 방지와 사용자 안전을 위한 필수적인 과정입니다.

캔틸레버 캐노피 구조검토

캔틸레버 캐노피는 한쪽이 건물에 고정되고 다른 쪽이 돌출되는 구조형식입니다.

따라서 자중, 적설하중, 풍하중, 지진하중에 대해 부재의 휨, 전단, 처짐, 접합부 인발력을 함께 검토해야 합니다.

특히 출입구 상부나 보행동선에 설치되는 캐노피는 손상 시 인명피해로 이어질 수 있어 구조검토가 중요합니다.

본 프로젝트에서도 캔틸레버 캐노피에 대한 구조검토를 수행하였습니다.

캐노피 구조부재와 접합부에 작용하는 하중을 검토하고, 현행 구조기준에 따라 부재의 내력과 사용성을 확인하였습니다.

외부에 노출되는 캐노피는 장기적으로 유지관리와 접합부 상태 확인도 중요하므로, 설계단계에서 충분한 안전성을 확보하는 것이 필요합니다.

유치원 비구조요소 구조검토의 의미

유치원, 어린이집, 학교와 같은 교육시설은 일반 건축물보다 더 높은 수준의 안전관리가 요구됩니다.

 비구조요소 내진설계 구조검토는 단순히 구조계산서를 작성하는 업무가 아니라, 실제 사용자의 안전과 피난경로 확보를 위한 검토였습니다.

조적벽체, 치장벽돌 연결철물, 캔틸레버 캐노피는 각각 구조적 특성이 다르기 때문에 각 항목별로 하중 조건, 설치 위치, 접합 상세, 보강 방법을 구분하여 검토해야 합니다.

특히 비구조요소는 건축공사 과정에서 상세가 변경되거나 현장 여건에 따라 시공 방식이 달라지는 경우가 많습니다.

따라서 도면에 표기된 규격과 보강 상세를 준수해야 하며, 현장 조건이 달라지는 경우에는 반드시 구조기술자의 재검토를 받아야 합니다.

(썸네일의 건물 이미지는 재구성 한 가상건물 입니다.)