부산광역시 서구 미술작품 차량충돌에 의한 구조안전성검토

안녕하세요. 강한건축구조기술사사무소입니다.

건축물이나 조형물이 차량 충돌과 같은 외부 충격을 받게 되면 단순히 파손된 부분만 수리한다고 해서 안전성이 확보되는 것은 아닙니다.

충격으로 인해 구조부재 내부에 예상치 못한 응력 집중이 발생하거나, 하중 전달 경로가 변경되어 구조물 전체의 안정성에 영향을 미칠 수 있기 때문입니다.

이번 프로젝트는 차량 충돌 사고로 인해 일부가 파손된 미술작품 조형물에 대한 구조안전성 검토를 수행한 사례입니다.

발주처에서는 파손된 부분만 보수·보강하면 되는지, 또는 조형물 전체에 대한 구조적 문제가 발생한 것은 아닌지 확인하기 위해 구조검토를 의뢰하였습니다.

차량 충돌 사고가 발생하면 눈에 보이는 손상 부위 외에도 충격에 의해 구조물 내부에 잔류응력이 발생하거나 접합부가 손상될 수 있습니다.

특히 대형 조형물의 경우 충격이 발생한 부위만 검토하는 것이 아니라 전체 구조체의 안정성, 전도 위험성, 접합부 안전성 등을 함께 확인해야 합니다.

실제 현장에서는 외관상 파손이 크지 않아 보이더라도 주요 구조부재에 손상이 발생한 사례가 적지 않기 때문에 구조기술자의 검토가 필요합니다.

본 프로젝트에서는 먼저 현장조사를 통해 실제 파손 범위와 구조부재 상태를 확인하였습니다.

또한 발주처에서 제공한 도면과 현장 실측 결과를 비교하여 구조물 형상 및 주요 치수가 실제와 일치하는지 검토하였습니다.

조사 결과 구조물의 주요 형상은 도면과 거의 동일한 것으로 확인되었으며, 이를 바탕으로 구조해석 모델을 구축하여 구조검토를 수행하였습니다.

구조해석에는 조형물의 주요 구조부재인 스테인리스 강재(SUS304)가 반영되었으며, 실제 구조 거동을 고려한 해석을 진행하였습니다.

구조검토에서는 차량 충돌에 의한 돌발하중을 반영하였습니다.

본 검토에서는 승용차가 일정 속도로 조형물에 충돌하는 상황을 가정하여 충격하중을 산정하였으며,

충돌 속도, 차량 중량, 충돌각도 및 충돌면적 등을 고려하여 구조해석을 수행하였습니다.

차량 충돌과 같은 돌발하중은 일반적인 사용하중과 달리 매우 짧은 시간 동안 큰 충격이 발생하는

하중이기 때문에 구조물의 국부적인 응력 증가를 유발할 수 있습니다.

따라서 충돌부 주변뿐 아니라 주요 기둥, 베이스플레이트 및 접합부에 대한 안전성도 함께 검토하였습니다.

구조해석 결과 조형물 주요 부재의 응력은 대부분 허용범위 내에 있는 것으로 확인되었습니다.

다만 충격이 직접 전달된 일부 베이스플레이트 및 기초 접합부에서는 국부적인 응력 증가가 발생하는 것으로 검토되었습니다.

그러나 해당 결과는 구조부재의 파단이나 붕괴를 의미하는 수준은 아니었으며,

일부 국부적인 잔류변형 가능성은 존재하나 전체 구조안전성에는 큰 영향을 미치지 않는 것으로 확인되었습니다.

또한 파손된 구간을 제외한 주요 구조부재와 지지 시스템은 충분한 구조안전성을 확보하는 것으로 검토되었습니다.