전기 케이블트레이 내진설계 구조검토 사례 l 힐스테이트 가장 더퍼스트 신축공사

대전광역시 서구 가장동 38-1번지 일원에서 진행되는 도마ㆍ변동1 재정비 촉진구역 재개발 정비사업,

힐스테이트 가장 더퍼스트 신축공사에 대해 전기 비구조요소 내진설계 구조검토를 수행하였습니다.

이번 구조검토는 전기 비구조요소 중 전력 전선 트레이 및 덕트 시스템을 대상으로 하였습니다.

공동주택 지하층에는 전기실을 중심으로 다수의 케이블트레이가 설치되며,

각 트레이에는 전력케이블이 포설됩니다. 이때 케이블 자체 중량과 트레이 자중, 내진서포트행거, 후설치 앵커,

사이드레일, 렁, 조인트부가 하나의 시스템으로 작용하기 때문에 각 구성요소의 구조안전성을 함께 확인해야 합니다.

검토 대상과 현장 조건

본 프로젝트의 검토 대상은 힐스테이트 가장 더퍼스트 신축공사의 전기 케이블트레이 및 덕트입니다.

구조검토 조건은 지하층 설치를 기준으로 하였으며, 지진하중은 대전광역시 지역계수 0.190g, 지반분류 S4, 중요도계수 1.50을 적용하여 산정하였습니다.

이에 따라 수평방향 지진하중은 0.8094Wp, 수직방향 지진하중은 0.0899Wp로 적용되었습니다.

전기 케이블트레이 구조검토에서 중요한 부분은 실제 포설되는 케이블의 하중입니다.

이번 검토에서는 발주처에서 제공한 케이블 포설도에 근거하여 각 구간의 케이블 하중을 산정하였으며,

최대 케이블 하중은 105, 106, 107동 및 전기차A 지하 2층 케이블 포설도 TO:전기실 “1-1” 구간에서 최대하중이 작용하는 것으로 확인되었습니다.

케이블트레이 규격별 검토

이번 구조검토에서는 전층에 적용되는 케이블트레이를 폭에 따라 구분하여 검토하였습니다.

검토된 트레이 사이즈는 W1000×H100, W800×H100, W600×H100,

W500×H100, W400×H100, W300×H100입니다.

각 트레이는 1단 설치 조건으로 검토되었으며,

설치높이, 달대직경 , 달대간격 , 렁간격  조건이 적용되었습니다.

검토 결과, 해당 규격의 케이블트레이는 모두 OK로 확인되었습니다.

다만 W1000 이상 케이블트레이의 경우 내진서포트 설치위치가 검토서에서 제시한 거리를 초과하면

달대 직경을 상향 확보해야 하는 조건이 제시되었습니다.

이는 단순히 트레이 폭만으로 판단하는 것이 아니라, 내진서포트의

실제 설치 위치와 편심 조건에 따라 달대에 작용하는 힘이 달라질 수 있기 때문입니다.

내진서포트행거와 구성요소 검토

전기 비구조요소 내진설계에서는 케이블트레이 본체뿐 아니라 이를 지지하는 내진서포트행거의 성능도 중요합니다.

보고서에는 내진서포트 상부달대, 내진서포트 스프링, 후설치 앵커가 주요 구성요소로 제시되어 있습니다.

케이블트레이 상세도에서는 사이드레일, 렁, 사이드레일 접합부가 주요 검토 요소로 정리되어 있습니다.

트레이에 케이블이 포설되면 사이드레일과 렁에는 연직하중이 작용하고, 지진 시에는 수평방향 관성력이 추가로 발생합니다.

이 힘은 달대와 내진서포트, 앵커를 통해 구조체로 전달되므로 각 연결부가 설계하중을 충분히 지지할 수 있어야 합니다.

이번 검토에서는 행거볼트, 내진서포트행거 스프링, 사다리형 케이블트레이 사이드레일,

렁, 케이블 덕트, 후설치 앵커볼트의 재료강도와 제품 조건을 반영하여 구조안전성을 검토하였습니다.

케이블 트레이 구조검토 자료

조인트 커넥터 검토와 케이블 하중

보고서 특기사항에서는 발주처에서 제공한 케이블 포설도에 근거할 때 소요하중이 설계하중 미만이므로

조인트 커넥터는 구조적으로 안전한 것으로 판단된다고 정리되어 있습니다.

이 부분은 이번 프로젝트의 중요한 검토 포인트입니다.

케이블트레이는 길이 방향으로 연속 설치되기 때문에 사이드레일 접합부와 조인트 커넥터가 약한 구간이 될 수 있습니다.

따라서 단순히 트레이 본체만 검토하는 것이 아니라, 실제 케이블 포설 하중이 조인트부 허용범위 이내인지 확인하는 과정이 필요합니다.

이번 검토에서는 최대 케이블 하중이 산정되었고,

발주처 제공 포설도 기준 케이블 하중이 설계하중이 미만인 조건에서 조인트 커넥터의 구조안전성이 확보되는 것으로 판단하였습니다.

구조검토 결과의 의미

힐스테이트 가장 더퍼스트 전기 비구조요소 구조검토는 공동주택 지하층에

설치되는 케이블트레이 및 덕트 시스템의 내진성능을 확인한 사례입니다.

검토 결과, W1000부터 W300까지의 케이블트레이 시스템은 보고서에서 제시한 규격,

달대간격, 렁간격, 내진서포트 조건을 준수하는 경우 구조적으로 안전한 것으로 확인되었습니다.

다만 현장상황이나 사용 재료, 케이블 포설량, 달대 직경, 내진서포트 설치위치,

앵커 종류가 검토조건과 달라지는 경우에는 기존 결과를 그대로 적용하기 어렵습니다.

특히 전기공사 현장은 케이블 수량이나 포설 경로가 변경되는 경우가 많기 때문에,

변경사항이 발생하면 구조기술자의 재검토를 통해 구조안전성을 다시 확인하는 것이 필요합니다.

자주 묻는 질문

케이블트레이도 비구조요소 내진설계 대상인가요?

네. 케이블트레이와 덕트는 전기 비구조요소에 해당하며,

지진 시 흔들림이나 탈락이 발생하지 않도록 지지부와 내진서포트의 구조안전성을 검토해야 합니다.

케이블 하중은 왜 중요한가요?

케이블트레이의 안전성은 트레이 규격뿐 아니라 실제 포설되는 케이블 하중에 따라 달라집니다.

이번 검토처럼 포설도에 근거해 kg/m 단위의 케이블 하중을 산정해야 실제 조건에 맞는 구조검토가 가능합니다.

현장에서 케이블 수량이 변경되면 재검토가 필요한가요?

케이블 수량 증가, 트레이 폭 변경, 달대간격 변경, 내진서포트 위치 변경이 있으면 하중조건이 달라질 수 있습니다.

이 경우 기존 구조검토 결과를 그대로 적용하기 어렵기 때문에 재검토가 필요할 수 있습니다.

강한건축구조기술사사무소

강한건축구조기술사사무소는 전기 케이블트레이 구조검토, 덕트 내진설계, 내진서포트행거 구조검토,

후설치 앵커 검토, 조인트 커넥터 검토, 전기 비구조요소 내진설계 구조안전확인서 발급 업무를 수행하고 있습니다.