초등학교 비구조요소 내진설계 구조검토 사례 l 무안 사랑초등학교 구조안전확인서

안녕하세요.  강한건축구조기술사사무소입니다.

학교시설은 학생들이 장시간 생활하는 공간이기 때문에 건축물의 구조안전성 확보가 매우 중요합니다. 특히 초등학교와 같은

교육연구시설은 지진 발생 시 학생들의 대피와 피난경로 확보가 우선되어야 하므로, 주요 구조부재뿐만 아니라 비구조요소에 대한 내진설계 구조검토도 함께 이루어져야 합니다.

이번 프로젝트는 전라남도 무안군 일로읍에 계획된 가칭 ‘사랑초등학교’ 신축공사의 비구조요소 내진설계 구조검토 사례입니다. 대상 건축물은 교육연구시설인

초등학교로, 지하 1층, 지상 4층 규모의 철근콘크리트구조 건축물입니다.

본 용역에서는 건축 비구조요소와 전기 비구조요소를 구분하여 구조검토를 수행하였으며, 각 항목별 구조안전확인서를 발급하였습니다.

비구조요소 내진설계가 필요한 이유

비구조요소는 건축물의 기둥, 보, 슬래브처럼 주 구조체에 해당하지는 않지만, 지진이나 강풍이 발생했을 때 낙하, 전도, 탈락, 파손이 발생할 수 있는 부재입니다.

학교시설에서는 이러한 비구조요소가 피난경로를 막거나 학생들에게 직접적인 위험을 줄 수 있기 때문에 사전에 구조검토를 통해 안전성을 확인해야 합니다.

특히 피난경로상 칸막이벽, 계단, 캐노피, 매달린천장, 비상설비, 전기 트레이 및 덕트 등은 지진 발생 후에도 안전하게 유지되어야 하는 요소입니다.

따라서 단순히 도면에 표시된 자재 규격만 확인하는 것이 아니라, 설치 높이, 지진하중, 풍하중, 접합부, 앵커볼트, 지지철물의 성능을 종합적으로 검토해야 합니다.

건축 비구조요소 구조검토

이번 건축 비구조요소 내진설계 구조검토에서는 피난경로상 및 피난경로가 아닌 칸막이벽,

외부 와이드벽돌, 외부 압출성형시멘트패널, 피난경로상 계단, 피난경로상 캐노피,

매달린천장, 경량칸막이벽 및 유리칸막이벽, 파라펫, 소화수조 장비 PAD를 대상으로 검토하였습니다.

칸막이벽은 조적벽체가 보 하단에 지지되는 경우, 슬래브 하단에 지지되는 경우, 방수턱 위에 설치되는 경우 등 실제 시공 조건을 반영하여 검토 타입을 구분하였습니다.

조적벽체는 지진 시 면외방향으로 전도될 수 있기 때문에 전도방지철물 보강과 가새보강을 적용하여 구조안전성을 확인하였습니다.

외부 와이드벽돌은 건물 외부에 설치되는 마감재로, 지진하중과 풍하중을 모두 고려해야 하는 대표적인 비구조요소입니다.

이번 검토에서는 C형 철물보강과 I형 철물보강 조건을 구분하고,

수직 및 수평 철물간격을 검토하여 외부 와이드벽돌의 탈락 위험을 방지할 수 있도록 하였습니다.

외부 압출성형시멘트패널은 THK.35 패널과 하지철물, 앵글, 앵커볼트 조건을 함께 검토하였습니다.

피난경로상 계단, 캐노피, 매달린천장 검토

피난경로상 계단은 지진 발생 시 학생들의 대피에 직접적으로 사용되는 시설이므로 매우 중요한 비구조요소입니다.

본 검토에서는 계단 스트링거, 계단 기둥, 임베디드 플레이트, 베이스 플레이트를 대상으로 구조검토를 수행하였으며,

각 부재가 설계하중에 대해 안전한 것으로 확인되었습니다.

피난경로상 캐노피는 외부에 노출되어 풍하중과 지진하중의 영향을 동시에 받는 부재입니다.

이번 검토에서는 B-OOOOOO 아연도각파이프와 Hilti HY 200 + HIT-V M12 앵커볼트를 적용한 조건으로 검토하였으며,

매입깊이와 인발강도 조건을 만족하는 경우 구조적으로 안전한 것으로 판단하였습니다.

매달린천장은 실내 마감재로 보이지만, 지진 시 탈락될 경우 피난과 사용자의 안전에 영향을 줄 수 있습니다.

본 검토에서는 MY-BAR HANGER BOLT & NUT, MY-BAR, CLIP-BAR 시스템을 대상으로 검토하였으며,

천장재가 구조체에 적절히 지지될 수 있도록 내진성능을 확인하였습니다.

전기 비구조요소 구조검토

전기 비구조요소 내진설계 구조검토에서는 전력간선 및 동력 배관, 전선 트레이, 덕트를 대상으로 검토를 수행하였습니다.

케이블트레이와 덕트는 천장 또는 구조체에 매달려 설치되는 경우가 많기 때문에 지진 발생 시 흔들림,

탈락, 접합부 파손이 발생하지 않도록 내진서포트와 연결부 검토가 필요합니다.

이번 검토에서는 케이블트레이의 설치 높이, 트레이 폭, 달대 직경, 달대 간격, 렁 간격 등을 검토하였습니다.

또한 내진서포트행거, 스프링, 체인, 사이드레일, 렁,

내진연결조인트, 행거채널, 후설치 앵커볼트의 구조성능을 확인하여 

전기 비구조요소가 지진하중을 받을 때 구조적으로 안전하게 지지될 수 있는지 검토하였습니다.

구조안전확인서 발급의 의미

이번 사랑초등학교 신축공사 비구조요소 내진설계 구조검토는 단순한 계산서 작성이 아니라,

실제 학교시설의 피난경로와 외부 마감재, 전기설비,

장비패드의 안전성을 종합적으로 확인한 사례입니다.

비구조요소는 종류가 다양하고 설치 조건이 각각 다르기 때문에 하나의 기준으로 일괄 판단할 수 없습니다.

따라서 조적칸막이벽, 외부 와이드벽돌, 압출성형시멘트패널, 계단, 캐노피, 매달린천장,

경량 및 유리칸막이벽, 파라펫, 소화수조 장비 PAD, 전기 트레이 및 덕트처럼 항목별로 구조안전확인서를 구분하여 검토하는 것이 중요합니다.

강한건축구조기술사사무소

강한건축구조기술사사무소는 학교시설 비구조요소 내진설계, 조적벽체 구조검토, 외장재 구조검토,

캐노피 구조검토, 매달린천장 내진검토, 전기 트레이 및 덕트 내진검토, 장비패드 구조검토 및 구조안전확인서 발급 업무를 수행하고 있습니다.

초등학교, 중학교, 고등학교, 유치원, 공공시설, 근린생활시설, 업무시설에서 비구조요소

내진설계와 구조안전확인서가 필요한 경우에는 건축구조기술사의 전문적인 구조검토를 통해 안전성을 확인하시기 바랍니다.

(썸네일의 건물 이미지는 재구성 한 가상건물 입니다.)