지진으로부터 안전, “건축사의 책임감 있어야”

[이슈포커스] 건축물 내진 설계·감리 시 고려사항 조병섭 건축사l승인2018.01.02 14:48

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건축을 하면서 지진의 개념에 대해 모르는 분은 아마 없을 줄 안다. 간단하게 “지각의 판 움직임에 따라 지진파가 발생하고 지진파가 지표면에 전달되어 지반이 흔들리는 현상.” 이렇게 설명하면 이해가 될까? 최근 경주와 포항에서 발생한 지진으로 국민들의 불안감은 해소되지 않고 있다. 내진설계와 감리에 대한 중요성이 그 어느 때보다도 부각된 것 같다. 먼저 지진관련 법령이 어떻게 제정되고 변천되어 왔는지 알아보고 설계·감리 시 고려할 사항에 대해 얘기해 보고자 한다. 글.조병섭 건축사(엘도 건축사사무소)

지진관련 법조문
최초 건축법이 만들어지면서부터 “지진에 대하여 안전한 구조를 가져야 한다”이다. 지금도 변함이 없다. 다만 법은 지진에 대한 하중을 적용하면서 중요도계수, 지역계수 등이 세분화되고 강화돼 왔다.
▼ 건축법 제10조 (구조내력)은 ① “건축물은 자중, 적재, 하중, 적설, 풍압, 토압, 수압, 지진 기타 진동 및 충격에 대하여 안전한 구조를 가져야 한다.(1962.1.20. 제정)”이고
▼ 건축법 제48조(구조내력 등)은 ① “건축물은 고정하중, 적재하중(積載荷重), 적설하중(積雪荷重), 풍압(風壓), 지진, 그 밖의 진동 및 충격 등에 대하여 안전한 구조를 가져야 한다.(2014.5.28.)”고 정의하고 있으며
▼ 건축법시행령
 ● 제2조(정의)는
  18. “특수구조 건축물”이란 다음 각 목의 어느 하나에 해당하는 건축물을 말한다.
   가. 한쪽 끝은 고정되고 다른 끝은 지지(支持)되지 아니한 구조로 된 보·차양 등이 외벽의 중심선으로부터 3미터 이상 돌출된 건축물
   나. 기둥과 기둥 사이의 거리(기둥의 중심선 사이의 거리를 말하며, 기둥이 없는 경우에는 내력벽과 내력벽의 중심선 사이의 거리를 말한다. 이하 같다)가 20미터 이상인 건축물
   다. 특수한 설계·시공·공법 등이 필요한 건축물로서 국토교통부장관이 정하여 고시하는 구조로 된 건축물
 ● 제6조의3(특수구조 건축물 구조 안전의 확인에 관한 특례) ① 법 제6조의2에서 “대통령령으로 정하는 건축물”이란 제2조제18호에 따른 특수구조 건축물을 말한다.
  ② 특수구조 건축물을 건축하거나 대수선하려는 건축주는 법 제21조에 따른 착공신고를 하기 전에 국토교통부령으로 정하는 바에 따라 허가권자에게 해당 건축물의 구조 안전에 관하여 지방건축위원회의 심의를 신청하여야 한다. 이 경우 “건축주는 설계자로부터 미리 법 제48조제2항에 따른 구조 안전 확인을 받아야 한다”는 것이며
 ● 제32조(구조 안전의 확인)은 ① 법 제48조제2항에 따라 법 제11조제1항에 따른 건축물을 건축하거나 대수선하는 경우 해당 건축물의 설계자는 국토교통부령으로 정하는 구조기준 등에 따라 그 구조의 안전을 확인하여야 한다.  
  ② 제1항에 따라 구조 안전을 확인한 건축물 중 다음 각 호의 어느 하나에 해당하는 건축물의 건축주는 해당 건축물의 설계자로부터 구조 안전의 확인 서류를 받아 법 제21조에 따른 착공신고를 하는 때에 그 확인 서류를 허가권자에게 제출하여야 한다.
   1. 층수가 2층[주요구조부인 기둥과 보를 설치하는 건축물로서 그 기둥과 보가 목재인 목구조 건축물(이하 "목구조 건축물"이라 한다)의 경우에는 3층] 이상인 건축물
   2. 연면적이 200제곱미터(목구조 건축물의 경우에는 500제곱미터) 이상인 건축물. 다만, 창고, 축사, 작물 재배사 및 표준설계도서에 따라 건축하는 건축물은 제외한다.
   3. 높이가 13미터 이상인 건축물
   4. 처마높이가 9미터 이상인 건축물
   5. 기둥과 기둥 사이의 거리가 10미터 이상인 건축물
   6. 건축물의 용도 및 규모를 고려한 중요도가 높은 건축물로서 국토교통부령으로 정하는 건축물
   7. 국가적 문화유산으로 보존할 가치가 있는 건축물로서 국토교통부령으로 정하는 것
   8. 제2조제18호가목 및 다목의 건축물
   9. 별표 1 제1호의 단독주택 및 같은 표 제2호의 공동주택
 ③ 제6조제1항제6호다목에 따라 기존 건축물을 건축 또는 대수선하려는 건축주는 법 제5조제1항에 따라 적용의 완화를 요청할 때 구조 안전의 확인 서류를 허가권자에게 제출하여야 한다.   <신설 2017.2.3.>
▼ 특수구조 건축물 대상기준[국토교통부고시 제2015-729호, 2015.10.6., 제정]에서 특수구조 건축물의 종류를 정하고 있다.
▼ 건축물의 구조기준 등에 관한 규칙
 ● 제51조(철근을 덮는 두께) 제51조(철근을 덮는 두께) 철근을 덮는 콘크리트의 두께는 다음 각호의 기준에 의한다.
  1. 흙에 접하거나 옥외의 공기에 직접 노출되는 콘크리트의 경우
    가. 직경 29밀리미터 이상의 철근 : 60밀리미터 이상
    나. 직경 16밀리미터 초과 29밀리미터 미만의 철근 : 50밀리미터 이상
    다. 직경 16밀리미터 이하의 철근 : 40밀리미터 이상
  2. 옥외의 공기나 흙에 직접 접하지 않는 콘크리트의 경우
    가. 슬래브, 벽체, 장선 : 20밀리미터 이상
    나. 보, 기둥 : 40밀리미터 이상
 ● 제58조(구조안전확인서 제출)에 대하여 다음과 같이 정리하고 있다. 영 제32조제2항 각 호의 어느 하나에 해당하는 건축물로서 같은 조 제1항에 따라 구조안전의 확인(지진에 대한 구조안전을 포함한다)을 한 건축물에 대해서는 법 제21조에 따른 착공신고를 하는 경우에 다음 각 호의 구분에 따른 구조안전 및 내진설계 확인서를 작성하여 제출하여야 한다. <개정 2014.11.28, 2017.2.3>
  1. 6층 이상 건축물: 별지 제1호서식에 따른 구조안전 및 내진설계 확인서
  2. 소규모건축물 : 별지 제2호서식에 따른 구조안전 및 내진설계 확인서 또는 별지 제3호서식에 따른 구조안전 및 내진설계 확인서
  3. 제1호 및 제2호 외의 건축물: 별지 제2호서식에 따른 구조안전 및 내진설계 확인서 [본조신설 2009.12.31.]
▼ 건축구조기준[시행 2016.5.31.] [국토교통부고시 제2016-317호, 2016.5.31., 전부개정]에는 “필로티 등과 같이 전체구조물의 불안정성으로 붕괴를 일으키거나 지진하중의 흐름을 급격히 변화시키는 주요부재와 이를 지지하는 해당 위치의 수직부재 설계시에는 지진하중을 포함한 하중조합에 지진하중(E) 대신 특별지진하중(Em)을 사용해야 한다”고 되어있다.
▼ 소규모건축구조기준 일반 - 국토교통부 고시 제2017-54호(2017.2.3)에서 소규모 건축물에 대한 구조설계 방법 등을 규정하여 내진 성능과 안전성을 확보하기 위한 방안을 마련해 놓았다.

내진설계란?
지진파가 지표면에 도달하여 건축물에 전달될 때는 횡력으로 작용하게 된다. 하지만 건축물의 형상에 따라 거동은 다양하게 일어난다. 주된 힘은 전단력으로 작용하지만 코어의 위치나 기둥의 배치에 따라 비틀림이 일어나기도 한다. 그러므로 건축물이 지진에 저항하기 위해서는 전단력에 저항하는 구조시스템이 고려되거나 필로티 구조의 다세대 주택처럼 편심코어인 경우 비틀림에 저항하는 전단벽 또는 가새가 고려되어져야 한다. 그런데 요즘 소규모건축물에서는 주차장을 확보하기 위하여 하부는 필로티형식의 라멘조이고 상부는 벽식구조로 하고 있다. 구조형식이 한 가지이면 지진에 대한 거동이 단순하지만 하부와 상부의 구조형식이 다르게 되면 변화가 생기는 부분에 상부하중과 강성의 차이에 따른 응력집중이 발생한다. 그 동안 발생한 지진에 따른 수많은 피해양상을 보면 수평이든 수직이든 건축물에서 변화가 일어나는 부분에 파괴가 주로 일어남을 볼 수 있다.
지진에 대한 설계는 탄·소성설계다. 따라서 강진발생시 어느정도 균열이 발생하여 에너지를 소산시킨다고 가정하여 설계하는 방식이다. 만약 탄성설계(균열이 발생하지 않는 경우)로 설계 시에는 현재 설계지진하중의 3~5배정도의 크기로 설계를 해야한다. 그런데, 시스템 변화부위는 급격히 강성변화가 생겨서 다른 부위의 균열 등으로 에너지 소산이 발생되기 전에 취성파괴가 일어나는 것이다. 그래서 특별지진하중을 적용하여 변화가 생기는 부재에는 최소 2.5배의 지진하중을 적용한다. 그래서 시스템 변화가 생기는 부분의 강성을 무작정 키운다고 문제가 해결되는 것은 아닐 수 있다. 취성파괴가 아닌 연성거동을 할 수 있도록 내진상세를 적용하는 안이 같이 동반되어야 한다.
건축사로서 국민의 안전은 기본원칙이며 전문가로서의 의무된 역할이다. 국민들은 건축사의 철저한 직업의식을 요구하고 있다. 설계와 감리의 내진에 대한 중요성은 아무리 강조해도 지나치지 않다.

내진배근 및 보강배근상세에 대하여(중간모멘트골조의 경우)

이상으로 간단하게나마 내진관련 내용을 기술해 보았다. 디테일한 배근상세를 좀 더 나열할 수도 있지만 한정된 지면이기에 다음기회로 미루고자 한다. 무엇보다도 내진에 안전한 건축물이 되기 위해서는 설계자의 무책임한 설계가 지양되고, 시공자의 구태의연한 적당주의가 근절되어야 하며 감리자의 무사안일한 나태함이 없어져야 그나마 내진에 다소 안전한 건축물이 만들어질 것이라 기대한다.

 


조병섭 건축사  .
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