서울특별시 용산구 OO아파트 옥상정원 조경하중에 의한 구조안전성 검토

안녕하세요. 강한건축구조기술사사무소입니다.

아파트, 오피스텔, 업무시설, 상업시설 등 대형 건축물에는 옥상정원이나 공개공지, 데크형 조경공간이 설치되는 경우가 많습니다.

이러한 조경공간은 건축물의 쾌적성과 미관을 높이는 장점이 있지만, 시간이 지나면서 수목이 성장하고 토양의 함수량이 증가하면 구조체에작용하는 하중도 함께 증가할 수 있습니다.

따라서 옥상정원이나 지상층 상부 조경공간은 단순한 조경시설이 아니라 구조검토가 필요한 하중 작용 구간으로 보아야 합니다.

이번 프로젝트는 서울특별시 용산구에 위치한 OO아파트 지상 2층 옥상정원 조경하중에 대한 구조안전성검토 사례입니다.

대상 건축물은 공동주택 및 업무시설로 사용되는 대규모 복합건축물이며, 지상 2층 상부 조경구간에 식재된 수목이 준공 후 장기간 성장함에

따라 하부 구조물에 미치는 영향을 확인하기 위해 구조검토를 수행하였습니다.

조경하중 구조검토가 필요한 이유

옥상정원 구조검토에서 중요한 부분은 초기 설계 당시의 조경하중과 현재 실제 조경하중이 달라질 수 있다는 점입니다.

준공 당시에는 비교적 작은 수목이 식재되었더라도 시간이 지나면 근원직경, 흉고직경, 수고가 증가하고, 이에 따라 수목 자체 중량과 토양 및 수분 중량이 함께 증가합니다.

이번 현장에서도 조경수목의 성장으로 인해 초기 설계도서상 규격 대비 수목의 규모가 크게 증가한 것으로 확인되었습니다. 수목하중 검토 결과,

일부 조형소나무, 대왕참나무, 단풍나무 등은 초기 설계 기준 대비 자중이 약 4배에서 6배 이상 증가한 것으로 분석되었습니다.

이처럼 수목의 성장에 따른 하중 증가는 장기적으로 슬래브, 보, 기둥 등 주요 구조부재에 영향을 줄 수 있으므로 정기적인 구조안전성검토가 필요합니다.

현장조사 및 구조체 상태 확인

본 구조검토에서는 먼저 발주처로부터 제공받은 구조도면과 실제 현장 상태가 일치하는지 확인하기 위해 현장조사를 수행하였습니다.

조사 과정에서는 구조프레임 배치, 부재 치수, 철근 배근상태, 주요부재 손상 여부 등을 확인하였습니다.

현장조사 결과 주요 구조부재에서 구조적 성능에 영향을 줄 만한 손상이나 균열은 확인되지 않았습니다.

일부 미세한 미장균열은 관찰되었으나, 이는 구조체의 내력 저하와 직접적인 관련이 없는 수준으로 판단되었습니다.

또한 콘크리트 비파괴 강도조사를 수행한 결과, 도면에 명기된 설계기준강도를 적용하여 구조해석을 수행해도 구조적 안전성에는 문제가 없는 것으로 검토되었습니다.

조경하중 증가와 구조해석

이번 구조검토에서는 기존 설계하중과 현행 기준에 따른 하중을 비교하고, 실제 수목 성장에 따른 추가하중을 반영하여 구조안전성을 평가하였습니다.

현행 기준에 따라 연직하중을 재산정한 결과 일부 항목에서는 기준 변경에 따른 하중 저감이 확인되었으나,

수목 성장으로 인한 실제 자중 증가가 이를 초과하는 것으로 검토되었습니다.

특히 식재부, 데크, 발코니 구간에서는 수목하중 증가분이 하중 저감분보다 크게 나타났으며,

순 증가하중을 3차원 구조해석 모델에 반영하여 구조검토를 수행하였습니다.

검토 범위는 조경하중의 영향이 큰 대표 구간을 중심으로 설정하였고,

Expansion Joint로 분리되는 구간과 하중 수준이 낮은 구간은 구조적 특성을 고려하여 대표 결과를 적용하였습니다.

구조안전성검토 결과

원설계 하중 조건에서는 슬래브, 보, 기둥 등 주요 구조부재가 모두 설계기준을 만족하는 것으로 확인되었습니다.

그러나 수목하중 증가를 보수적으로 반영한 극한하중 조건에서는 일부 슬래브와 보 부재에서 설계내력 초과 가능성이 확인되었습니다.

이는 장기간 수목 성장에 따라 조경하중이 증가할 경우 구조부재에 부담이 커질 수 있음을 보여주는 결과입니다.

이에 따라 실제 현황을 보다 합리적으로 반영한 사용하중 조건에서 재검토를 수행하였습니다.

수목하중과 토심하중을 고려한 고정하중에 바닥 활하중 5.0kN/㎡를 함께 반영하여 구조해석을 수행한 결과,

모든 검토 부재가 설계내력 이내로 확인되어 구조안전성을 확보하는 것으로 검토되었습니다.

따라서 현 시점에서는 즉시적인 구조보강은 필요하지 않은 것으로 판단됩니다. 다만 향후 수목이 계속 성장하여 자중이 증가하거나,

추가 식재, 대형 화분 반입, 플랜터 위치 변경 등 하중에 영향을 주는 변경사항이 발생할 경우에는 반드시 구조기술자의 재검토가 필요합니다.

옥상정원 유지관리의 중요성

옥상정원 구조검토는 단순히 현재 안전 여부를 확인하는 것에서 끝나지 않습니다.

수목은 시간이 지날수록 계속 성장하고, 토양은 우기나 배수 상태에 따라 함수량이 달라지기 때문에 유지관리가 매우 중요합니다.

본 검토에서는 수목의 최대 허용높이, 근원직경, 흉고직경을 설정하고, 정기적인 전정과 배수성능 관리를 통해 하중 증가를 억제할 필요가 있는 것으로 정리하였습니다.

또한 3년에 1회 이상 정기점검을 수행하거나, 폭우와 강풍 이후에는 수시점검을 통해 수목 상태, 토양 상태, 배수 기능, 하부 구조물의 균열 및 변형 여부를 확인하는 것이 바람직합니다.

강한건축구조기술사사무소

강한건축구조기술사사무소는 옥상정원 구조검토, 조경하중 구조검토, 수목하중 구조안전성검토,

구조안전진단, 구조안전확인서 발급 업무를 수행하고 있습니다.

아파트, 오피스텔, 상업시설, 업무시설의 옥상정원이나 지상층 상부 조경공간에 수목이 성장하여 하중 증가가 우려되는

경우에는 사전에 구조검토를 통해 안전성을 확인하는 것이 중요합니다. 강한건축구조기술사사무소는 현장조사,

도면 검토, 수목하중 산정, 3차원 구조해석, 구조안전성검토까지 건축구조기술사가 직접 검토합니다.