비구조요소의 내진설계 대상 및 내진설계기준, 종류 등 해설
건축물 구조체에 부착되는 비구조요소에 대한 내진설계 도입 배경과 비구조요소 내진설계 대상 그리고 건축, 기계, 전기 비구조요소의 정의와 세부 종류, 공사단계에서 이루어지는 비구조요소에 대한 내진설계 확인 절차와 방법 그리고 사용승인 신청 시유의사항 등에 대해 정리하였으니 아래 참고하시기 바랍니다.
비구조요소의 내진설계
건축물의 구조기준 등에 관한 규칙의 구조설계 원칙에 따르면 「건축물의 구조에 관한 설계는 건축물의 용도ㆍ규모ㆍ구조의 종별과 지반의 상황 등을 고려하여 기초ㆍ기둥ㆍ보ㆍ바닥ㆍ벽ㆍ비구조요소 등을 유효하게 배치하여 건축물 전체가 이에 작용하는 설계하중에 대하여 구조내력상 안전하도록 하여야 한다.」라고 명시되어 있습니다.
위 구조기준은 「건축법」 제48조 및 「건축물구조기준규칙」 제58조에 따라 건축허가 시 건축물이 고정하중, 적재하중, 적설하중, 풍압, 지진, 그 밖의 진동 및 충격 등에 구조안전 및 내진성능 확보 되었는지 확인하도록 되어있습니다.
따라서 건축법에 따라 건축허가 시 구조안전확인서를 제출할 때 비구조 요소에 대한 내용이 포함되어 있습니다. 아래 구조안전 및 내진설계 확인서를 보시기 바랍니다.
비구조요소의 내진설계 적용시점
「건축물의 구조기준 등에 관한 규칙」 별지 제1호 서식의 구조안전 및 내진설계 확인서를 보시면 2018.11.9부터 비구조 요소에 대한 내용이 추가되었다는 것을 알 수 있습니다. 해당 고시의 개정 이유에 아래와 같이 “건축물의 구조에 관한 설계 및 구조 안전을 확인할 때 지진이 발생할 경우 안전을 위협할 수 있는 비구조요소를 고려하도록 명확히 규정하려는 것임”이라고 명시하였습니다.
아래 개정 전, 후 구조안전 및 내진설계 확인서를 비교해 보시기 바랍니다.
비구조요소의 내진설계 대상
- 중요도 계수가 1.5 인 비구조 요소
- 파라펫, 건물 외부의 치장 벽돌 및 외부치장 마감 석재
- 위 1,2에 속하지 않는 비구조요소의 내진설계 여부는 건축주와의 협의에 따른다.
위에 속하지 않으면서 아래에 해당하는 전기 및 기계 비구조요소는 내진설계 적용 제외
- 중요도계수
가 1.0이면서 바닥으로부터 설치높이 1.2m 이하, 중량 1,800N 이하이고 덕트나 파이프와의 연결부가 유연한 재료로 구성되어 있는 경우
- 중량 100N 이하, 단위길이당 중량이 70 N/m 이하인 경우
중요도 계수가 1.5이거나 파라펫, 건물 외부의 치장 벽돌 및 외부치장 마감 석재에 대해서 내진설계를 적용해야 합니다. 그러면 여기서 중요도 계수가 1.5를 적용하는 대상에 대해 알아야 하는데 아래 「건축물 내진설계기준」의 18.1.2의 중요도계수가 아래와 같이 정의되어 있습니다.
중요도 계수
비구조요소의 중요도 계수는 1.0으로 한다. 다만, 아래에 해당하는 경우 중요도계수를 1.5로 한다.
- 소화배관과 스프링클러 시스템, 소화수조 등 인명안전을 위해 지진 후에도 반드시 기능하여야 하는 비구조요소. 또한 피난경로상의 계단, 캐노피, 비상유도등, 칸막이벽 등 손상시 피난경로확보에 지장을 주는 비구조요소와 대형 창고형 매장 등에 설치되어 일반대중에게 개방된 적재장치
- 규정된 저장용량 이상의 독성, 맹독성, 폭발위험 물질을 저장하거나 지지하는 비구조요소
- 내진 특 등급에 해당하는 구조물에서 시설물의 지속적인 기능수행을 위해 필요하거나 손상시 시설물의 지속적인 가동에 지장을 줄 수 있는 비구조요소
건축물의 중요도 계수
중요도계수 1.5를 적용해야 하는 내진 특 등급은 건축물 중요도(특)으로 분류되고 있으며, 건축물 중요도(특)에 해당하는 건축물의 종류는 아래와 같습니다.
| 건축물 중요도 | 내진등급 | 내진설계 중요도 계수 | 건축물의 세부분류 |
|---|---|---|---|
| 중요도(특) | 특 | 1.5 | ① 연면적 1,000 ㎡ 이상인 위험물 저장 및 처리시설 ② 연면적 1,000 ㎡ 이상인 국가 또는 지방자치단체의 청사·외국공관·소방서·발전소·방송국·전신전화국, 데이터센터 ③ 종합병원, 수술시설이나 응급시설이 있는 병원 ④ 지진과 태풍 또는 다른 비상시의 긴급대피수용시설로 지정한 건축물 ⑤ 중요도(특)으로 분류된 건축물의 기능을 유지하는데 필요한 부속 건축물 및 공작물 |
| 중요도(1) | I | 1.2 | ① 연면적 1,000 ㎡ 미만인 위험물 저장 및 처리시설 ② 연면적 1,000 ㎡ 미만인 국가 또는 지방자치단체의 청사·외국공관·소방서·발전소·방송국·전신전화국, 데이터센터 ③ 연면적 5,000㎡이상인 공연장·집회장·관람장·전시장·운동시설·판매시설·운수시설(화물터미널과 집배송시설은 제외함) ④ 아동관련시설·노인복지시설·사회복지시설·근로복지시설 ⑤ 5층 이상인 숙박시설·오피스텔·기숙사·아파트 ⑥ 학교 ⑦ 수술시설과 응급시설 모두 없는 병원, 기타 연면적 1,000㎡이상인 의료시설로서 중요도(특)에 해당하지 않는 건축물 |
| 중요도(2) | II | 1.0 | ① 중요도(특), (1), (3)에 해당하지 않는 건축물 |
| 중요도(3) | II | 1.0 | ①농업시설물, 소규모창고 ② 가설구조물 |
비구조요소에 대한 내진설계 적용대상에 대해 다시 한 번 정리하여 말씀드리면, ①중요도 계수가 1.5, ② 파라펫, 건물 외부의 치장 벽돌 및 외부치장 마감 석재에 대해 내진설계를 적용해야 하며, 내진특등급, 건축물 중요도(특)에 해당하는 건축물에 대한 비구조요소에 대해 중요도 계수 1.5를 적용해야 하기 때문에 해당 건축물의 비구조요소에 대해 내진설계를 적용해야 합니다.
비구조요소의 내진설계 적용 대상 관련하여 한국건축구조기술사회의 QnA 게시판에서 비구조요소로 검색하시어 답변 내용 활용해보시기 바랍니다.
비구조요소의 정의와 종류
비구조요소란 건축물 구조체에 부착되는 것들로서 건축 비구조요소와 기계,전기 비구조요소, 비구조부재를 통칭한 것입니다.
- 건축비구조요소 : 구조내력을 부담하지 아니하는 건축물의 구성요소로서 배기구, 부착물 및 비구조벽체 등의 부재
- 기계ㆍ전기비구조요소 : 건축물에 설치하는 기계 및 전기 시스템과 이를 지지하는 부착물 및 장비
건축, 기계, 전기 비구조요소의 종류
건축 비구조요소의 종류와 세부 범위
| 건축 비구조요소 | |
| 1. 내부 비구조벽체 및 칸막이벽 | ① 비보강조적벽 |
| ② 그밖의 벽과 칸막이 | |
| 2. 캔틸레버 부재 (횡지지 되어 있지 않거나 질량 중심 아래에서 구조체 에서 횡지지 된 경우) | ① 파라펫 및 내부 캔틸레버 비구조벽체 |
| ② 굴뚝 및 골조구조에 지지된 수직 배기구 | |
| ③ 기타 캔틸레버형 수직구조물 | |
| 3. 캔틸레버 부재(질량 중심 위에서 구조체에 횡지지 된 경우) | ① 파라펫 |
| ② 굴뚝 | |
| ③ 외측 비구조벽체 | |
| 4. 외측 비구조벽체 부재 및 접합부 | ① 벽체 부재 |
| ② 벽체패널 접합부의 몸체 | |
| ③ 연결시스템의 조임구 | |
| 5. 표면 마감재 | ① 변형이 제한된 부재 및 부착물 |
| ② 변형성능이 낮은 부재 및 부착물 | |
| 6. 옥탑(건물골조가 연장된 골조의 경우 제외) | |
| 7. 천장 | 전체 |
| 8 .캐비넷 | ① 바닥판에 영구적으로 지지된 높이가 1,800 mm 이상인 캐비닛 |
| ② 바닥판에 영구적으로 지지된 높이가 1,800 mm 이상인 책장 | |
| 9. 실험실 장비 | |
| 10. 이중바닥 | ① 특수 이중바닥 (18.3.6.2를 만족하는 경우) |
| ② 그 밖의 모든 것 | |
| 11. 부속 장치 및 장식물 | |
| 12. 간판 | |
| 13. 기타 강체요소 | ① 대변형이 가능한 부재 및 부착물 |
| ② 변형이 제한된 부재 및 부착물 | |
| ③ 변형성능이 낮은 재료 및 부착물 | |
| 14. 그밖의 유연한 비구조요소 | ① 대변형이 가능한 부재 및 부착물 |
| ② 변형이 제한된 부재 및 부착물 | |
| ③ 변형성능이 낮은 재료 및 부착물 | |
| 15. 건물의 지진력저항시스템에 포함되지 않은 출구 계단 | |
| 16. 출구 계단 및 램프 체결 장치 및 부착 장치 | |
기계 및 전기 비구조요소의 종류와 세부 범위
| 기계 및 전기 비구조요소 |
| 건기측 HVACR, 팬, 공조기, 냉난방장치, 캐비닛히터, 공기분배기 및 판금(sheet metal)으로 구성된 기타 기계 구성 요소 |
| 습기측 HVACR, 보일러, 용광로, 공기탱크 및 통, 칠러, 온열기, 열교환기, 증발기, 공기분리기, 제조장비, 고변형성 재료로 구성된 기계부품 |
| 에어 쿨러 (핀 팬), 공냉식 열교환기, 응축기, 건식쿨러, 원격 라디에이터 및 일체형 구조강 또는 판금 지지대로 지지되는 기계부품 |
| 스커트지지로 지지되지 않고 19장에 포함되지 않은 엔진, 터빈, 펌프, 압축기 및 압력 용기 |
| 19장에 포함되지 않으면서 스커트지지로 지지되는 압력용기 |
| 엘리베이터 및 에스컬레이터 구성품 |
| 발전기, 배터리, 인버터, 모터, 변압기 및 고변형재료로 구성된 전기부품 |
| 모터 컨트롤 센터, 패널 보드, 스위치 기어, 계기 캐비닛 및 금속 박판 골조로 만들어진 유사한 비구조요소 |
| 통신 장비, 컴퓨터, 계측기 및 제어 장치 |
| 질량중심 아래에서 횡지지된 냉각 및 전기타워, 지붕에 설치된 굴뚝 |
| 질량중심 위에서 횡지지된 냉각 및 전기타워, 지붕에 설치된 굴뚝 |
| 조명기구 |
| 기타 기계 또는 전기 구성 요소 |
| 진동격리된 부품 및 시스템 |
| 탄성중합체 완충장치 또는 탄성주변정지장치를 가진 네오프렌 요소 및 네오프렌 격리층으로 격리된 요소 및 시스템 |
| 탄성중합체 완충장치 또는 탄성주변정지장치를 가진 스프링 격리 장치 및 진동격리 바닥으로 격리된 요소 및 시스템 |
| 내부적으로 격리된 요소 및 시스템 |
| 매달림 형태의 진동방지장치를 가진 덕트 및 요소 |
| 배관시스템 |
| 관련전문기준에 따른 파이프로 용접 또는 납땜을 사용한 접합부를 가진 경우 |
| 관련전문기준에 따른 파이프로 대변형이 가능한 재료 혹은 변형이 제한된 재료로 이루어져 있으면서 나사, 본드, 압축커플링, 그루브 커플링의 접합부를 가진 경우 |
| 관련전문기준을 따르지 않는 파이프 및 튜브로 대변형이 가능한 재료로 이루어져 있으면서 용접 또는 납땜을 사용한 접합부를 가진 경우 |
| 관련전문기준을 따르지 않는 파이프 및 튜브로 대변형이 가능한 재료 혹은 변형이 제한된 재료로 이루어져 있으면서 나사, 본드, 압축커플링, 그루브 커플링의 접합부를 가진 경우 |
| 주철, 유리 및 비연성 플라스틱과 같이 변형이 적은 재료로 제작 된 파이프 및 튜브 |
| 대변형이 가능한 재료로 이루어져 있으면서 용접 또는 납땜 접합부를 가진 덕트 |
| 대변형이 가능한 재료 혹은 변형이 제한된 재료로 이루어져 있으면서 용접 또는 납땜이 아닌 형식의 접합부를 가진 덕트 |
| 주철, 유리 및 비연성 플라스틱 등의 변형이 적은 재료로 제작 된 덕트 |
| 전기 전선 및 케이블 트레이 |
| 버스 덕트 |
| 급배수 배관(Plumbing) |
| 공압 튜브 수송 시스템 |
비구조요소에 대한 내진설계 확인 방법
「건축구조기준 총칙」 시공상세도의 구조안전 확인에 명시되어 있습니다. 시공자가 작성한 시공상세도서 중 이 기준의 규정과 구조설계도서의 의도에 적합한지에 대하여 책임구조기술자로부터 구조적합성과 구조안전의 확인을 받아야 할 도서는 아래와 같습니다.
- 건축 비구조요소의 설치상세도(구조적합성과 구조안전의 확인이 필요한 경우만 해당)
- 건축설비(기계, 전기, 비구조요소)의 설치상세도
시공자가 작성한 시공상세도를 설계자료로 삼아, 이에 대하여 내진성능을 적합하게 발휘할 수 있는지를 책임구조기술자가 검토하고 안전성을 확인하는 것입니다. 따라서 비구조요소에 대한 내진설계는 공사단계에서 확인받아야 합니다. 본문 상단의 건축허가 시 제출하는 “구조안전 및 내진설계 확인서” 양식을 보면 공사단계에서 필요한 비구조요소를 기재하도록 되어 있습니다.
「건축물 내진설계기준」에 따르면 “개별 비구조요소의 공인된 설계기준에 따라 내진설계를 수행하고 내진설계책임구조기술자가 이를 승인하는 경우 비구조요소의 내진설계는 구조체의 내진설계와 분리하여 수행될 수 있으며, 이때 설계계산서 혹은 시험성적서를 근거로 시공상세도가 작성되어야 하며 내진설계책임구조기술자에 의해 검토 및 승인되어야 한다.”고 되어 있습니다.
따라서 공사단계에서 공사시공자가 건축구조기술사에게 의뢰하여 비구조요소에 대한 공사를 시작하기 전에 안전성을 검토받아 감리자에게 확인서류를 제출하고 승인 후에 시공하여야 합니다.
건축구조기술사 의뢰 및 감리 검토 시 비구조요소에 대한 안전성 검토 자료
- 구조검토계산서
- 안전확인서
- 국가기술자격증
- 기술사무소 개설등록증
사용승인 신청 시 비구조요소 내진설계 안전성에 대한 제출 유의사항
건축물 시공 후 세움터를 통해 건축물에 대한 사용승인 신청을 할 때 비구조요소에 대한 자료를 제출해야 합니다. 비구조요소의 구조검토계산서와 안전확인서가 첨부되지 않아 반려되는 사례가 있으니 이 점 유의하셔서 사전에 해당 자료를 잘 챙겨보시기 바랍니다.
<참고자료>
- 건축법 제11조(건축허가)
- 건축법 제21조(착공신고 등)
- 건축법 제48조(구조내력 등)
- 건축법 시행령 제32조(구조 안전의 확인)
- 국토교통부령 제777호 건축물의 구조기준 등에 관한 규칙
- KDS 41 17 00 : 2019 건축물 내진설계기준
- KDS 41 10 05 : 2019 건축물구조기준 총칙
- 시공자 및 감리자를 위한 비구조요소 내진설계안내서 2023년판(코어건축구조기술사사무소)
위 내용 참고하시어 건축물 구조체에 부착되는 비구조요소에 대한 내진설계 도입 배경과 비구조요소 내진설계 대상 그리고 건축, 기계, 전기 비구조요소의 정의와 세부 종류, 공사단계에서 이루어지는 비구조요소에 대한 내진설계 확인 절차와 방법 그리고 사용승인 신청 시유의사항 등에 대해 확인하시어 설계 및 공사단계에서 비구조요소 내진설계 업무에 도움이 되길 바랍니다.
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