인천광역시 부평구 전광판 설치에 따른 구조안전성 검토

안녕하세요. 강한건축구조기술사사무소입니다.

건축물 외벽이나 옥상부에 전광판, 간판, 광고탑, 미디어월 등을 설치하는 경우 단순한 광고물 설치로 생각하기 쉽습니다.

하지만 전광판은 자체 중량뿐만 아니라 풍하중, 지진하중, 접합부 하중이 기존 건축물에 추가로 작용하기 때문에 반드시 구조검토를 통해 안전성을 확인해야 합니다.

이번 프로젝트는 인천광역시 부평구 길주로 420-1에 위치한 제1종근린생활시설을 대상으로 수행한 전광판 설치 구조안전성검토 사례입니다.

대상 건축물은 지상 4층 규모의 철근콘크리트조 건축물로, 건물 상부에 전광판 구조물을 설치하는

조건에서 기존 구조물과 신설 전광판 골조의 구조안전성을 종합적으로 검토하였습니다.

전광판 설치 전 구조검토가 필요한 이유

전광판은 일반 간판보다 규모가 크고, 외부에 노출되어 있는 경우가 많기 때문에 바람의 영향을 크게 받습니다.

특히 건물 상부에 설치되는 전광판은 높이가 높아질수록 풍하중의 영향이 커지고,

전광판을 지지하는 철골부재와 접합부뿐 아니라 기존 건축물의 보, 기둥, 벽체, 기초에도 하중이 전달됩니다.

따라서 전광판 구조검토는 전광판 골조만 검토하는 것으로 끝나지 않습니다.

기존 건축물이 추가 하중을 받을 수 있는 상태인지 확인해야 하며, 필요한 경우

기존 구조물 보강검토와 구조안전확인서 발급까지 함께 진행되어야 합니다.

이번 현장도 전광판 설치에 따른 하중 조건 변화와 기존 건축물의 구조성능을 함께 검토한 사례입니다.

단순히 전광판 철골프레임만 확인한 것이 아니라,

기존 건축물 전체의 횡력저항 성능과 주요 구조부재의 내력 확보 여부를 함께 검토하였습니다.

현장조사 및 재료강도 확인

기존 건축물 구조검토에서 중요한 것은 현재 건축물이 실제로 어떤 상태인지 확인하는 것입니다.

이번 현장은 설계도서가 일부 보존되어 있었으나 콘크리트 강도 관련 자료가 충분하지 않아,

현장조사를 통해 부재규격과 콘크리트 압축강도, 철근배근 상태를 확인하였습니다.

콘크리트 압축강도는 반발경도법을 이용하여 조사하였으며, 조사 결과 평균 압축강도는 약 20.88MPa 수준으로 확인되었습니다.

다만 보수적인 구조안전성검토를 위해 최저값을 기준으로 판단하였고, 구조해석에는 콘크리트 강도 18.00MPa를 적용하였습니다.

철근의 항복강도는 건설연도별 재료강도 기준을 고려하여 300MPa로 가정하여 검토하였습니다.

이처럼 기존 건축물 구조검토에서는 도면만 보는 것이 아니라 현장조사 결과를 반영해야 합니다.

특히 노후 건축물이나 설계자료가 부족한 건축물은 실제 재료강도와 부재규격을 확인한 뒤 구조검토를 수행하는 것이 중요합니다.

기존 건축물 보강검토

구조안전성검토 결과, 기존 상태에서는 대부분의 주요 골조 부재가 구조적인 요구 성능을 충분히 만족하지 못하는 것으로 확인되었습니다.

특히 건물 전체의 횡력저항 요소가 부족하여 지진하중에 대한 구조안전성을 확보하기 어려운 상태로 검토되었습니다.

이러한 경우 단순히 일부 보나 기둥만 보강해서는 전체 구조안전성을 확보하기 어려울 수 있습니다.

이번 검토에서는 개별 부재 보강만으로는 보강량이 과다하고 구조적 효율성이 떨어질 수 있다고 판단하여,

건물 전체의 거동을 개선하는 시스템 보강을 우선적으로 계획하였습니다.

시스템 보강 후에는 대부분의 부재에서 내력비가 허용범위 이내로 감소하는 것으로 확인되었습니다.

다만 일부 국부 부재는 전광판 설치 후에도 기준을 만족하지 못하는 것으로 나타나,

해당 부재에 대해서는 철판보강과 탄소섬유시트 보강 등 개별 부재 보강을 추가로 적용하였습니다.

전광판 골조 및 접합부 구조검토

전광판 골조는 철골부재를 이용하여 계획되었으며, 전광판 설치 전후의 부재 내력비와 수평변위를 검토하였습니다.

검토 결과, 전광판 골조를 구성하는 주요 철골부재는 설계기준을 만족하는 것으로 확인되었습니다.

또한 전광판은 외부 풍하중을 직접 받는 구조물이므로 수평변위 검토도 중요합니다. 본 검토에서는 전광판 높이 5.0m 조건에서 허용변위와 검토변위를 비교하였으며,

검토 결과 수평변위는 허용범위 이내로 확인되었습니다. 따라서 보고서에서 제시한 하중 조건과 접합 상세,

보강안을 준수하여 시공할 경우 전광판 설치에 따른 구조안전성은 확보되는 것으로 판단되었습니다.

구조안전성검토 결과

최종적으로 본 구조물은 시스템 보강과 개별 부재 보강을 병행 적용하는 조건에서 구조안전성을 확보하는 것으로 검토되었습니다.

기존 상태에서는 주요 부재 일부가 기준을 만족하지 못했으나,

보강 후에는 관련 기준에서 요구하는 구조성능을 확보하는 것으로 확인되었습니다.

또한 보강된 상태에서 전광판을 설치하는 조건에 대해서도 구조검토를 수행한 결과,

본 구조검토서에서 제시한 하중 조건,

적용 기준 및 상세도에 따라 시공할 경우 구조물의 안정성에는 문제가 없는 것으로 판단되었습니다.

다만 실제 현장 여건이 구조검토서에서 제시한 조건과 다르거나, 전광판의 크기,

중량, 설치 위치, 접합 방식이 변경되는 경우에는 반드시 구조기술자의 재검토가 필요합니다.

특히 전광판 설치 전에는 지붕층 철근직경 확인 등 특기사항을 준수해야 하며,

조건이 다를 경우 추가 보강 여부를 다시 판단해야 합니다.

강한건축구조기술사사무소

강한건축구조기술사사무소는 전광판 구조검토, 간판 구조검토, 광고탑 구조검토,

기존 건축물 구조안전성검토, 구조보강검토 및 구조안전확인서 발급 업무를 수행하고 있습니다.

건물 외벽이나 옥상에 전광판, 대형 간판, 광고 구조물, 철골프레임을 설치해야 하는 경우에는 시공 전

구조검토를 통해 기존 건축물과 신설 구조물의 안전성을 함께 확인하는 것이 중요합니다.

강한건축구조기술사사무소는 현장조사, 재료강도 조사,

3차원 구조해석, 보강안 검토, 구조안전확인서 발급까지 건축구조기술사가 직접 수행합니다.

가로등, 조명탑, 폴대, 도로표지판, 간판지지대, 전광판,CCTV폴 등 구조안전확인서 발급 안내