티스토리 뷰

 

2019년 3월 14일자로 제정된 KDS 41 17 00 「건축물 내진설계기준」에 따르면 내진설계 대상인 건축물인 경우에는 파라펫, 외부치장벽돌, 외부치장마감석재는 내진안전확인이 수행되어야 합니다.

 

국토교통부령 제680호 「건축물의 구조기준 등에 관한 규칙」 제59조(공사단계의 구조안전확인)에 따르면 공사감리자는 건축물의 착공신고 또는 실제 착공일 전까지 구조부재와 관련된 상세시공도면이 적정하게 작성되었는지와 구조계산서 및 구조설계도서에 적합하게 작성되었는지에 대하여 검토하여 확인하여야 합니다.

 

이번에는 외부 치장벽돌의 내진설계에 대한 배경, 적용대상, 검토시점에 대하여 살펴보고, KDS 41 17 00에서 규정된 일반설계와 사양설계의 장단점을 비교하며, 사양설계의 조항들을 소개합니다.

 


배경

2017년 포항지진 발생시 ○대학교, ○중학교, ○119안전센터 및 기타 많은 건물들에서 외부치장벽돌(적벽돌)들이 탈락하고 추락하였습니다.

 

이때 뉴스들을 다시 본다면 필로티건물 기둥들이 파괴된 모습을 보는 것도 충격이었지만, 등골이 서늘하도록 가장 충격적인 것은 장면이라면 아마도 누구라도 건물 밖으로 대피하는 많은 학생들 옆으로 수많은 벽돌들이 쏟아지는 모습이었을 것입니다. 정말 다행스러운 것은 이로인해 큰 상해나 사망이 없었다는 것입니다.

앞으로 이와 같은 지진, 이보다 더한 지진이 없으리라는 보장은 없기에 우리 안전을 스스로 확보해서 앞으로 닥칠 위기에 대응해야 한다는 공감대가 높아졌지요. 

 

이를 계기로 '지진 발생 시 전도 및 탈락 등으로 인명 안전에 위협을 줄 수 있는 비구조재의 내진설계 의무사항을 법령에서 규정하고, 내진설계 이행확인 절차 등도 마련'을 개선방안으로 정하였습니다.

2019년 3월 14일자 KDS 41 17 「건축물 내진설계기준」에서 외부치장벽돌 및 기타 비구조요소들에 대해서도 내진설계를 하도록 의무화 하였습니다.

 


적용대상

치장벽돌도 이제는 내진설계 대상이 되는 건축물에 설치·부착되는 경우에 내진이 적용되어야 합니다.

 

 


검토시점

건축설계 초반에 진행하는 구조(설계)계산 시점에서 비구조요소는 내진설계를 하지 않습니다.

다만 해당 건축물의 비구조요소가 내진대상인지 해당여부만 「구조안전 및 내진설계 확인서」에 기재됩니다.

전문공종 시공업체가 선정되면 해당 시공업체가 시공상세도를 작성하는 공사단계에서 건축구조기술사에게 검토를 의뢰하여 그 안전여부확인에 대한 서류를 감리자에게 제출하고 시공계획을 승인받아야 합니다.

 

 


일반설계와 사양설계 비교

외부치장벽돌의 내진안전을 확보하는 방법에는 두가지가 있습니다.

하나는 건축구조기술사에게 의뢰하여 일반설계로서 검토하는 방법이고,

다른 하나는 정부에서 제시한 사양설계대로 시공하는 방법입니다.

여기서 설계란 용어의 의미는 시공계획단계에서의 Shop Drawing 작업/제출을 의미합니다.

둘 중 하나의 방법을 택하여 진행하면 됩니다.

 

구분 일반설계 사양설계
근거 합리적인 구조계산에 근거 11개 조항의 규정된 방식에 근거
절차 현장여건 고려한 Shop Drawing 작업

건축구조기술사에게 검토 및 안전확인 의뢰

S/D, 검토서, 안전확인서를 감리에 제출
규정된 방식에 따른 Shop Drawing 작업

S/D를 감리에 제출
장점 건물과 조적벽체의 특성에 따라 연결철물 개당 치장벽돌벽체 요구면적이 사양설계보다 커서 경제성과 시공성이 향상됨 조적벽체 면적이 많지 않다면 건축구조기술사에게 안전확인 검토의뢰에 따른 시간과 비용을 절약할 수 있음
단점 안전확인 의뢰에 따른 시간과 비용이 발생 연결철물 개당 치장벽돌벽체 설치면적이 너무 작아서 시공경제성과 시공능률성이 낮음.
[사양설계(2)항에 따르면, 기본적으로 치장벽돌벽체 0.25㎡당 1개 이상의 앵커를 설치해야하며, 건물이 내진설계범주D로 내진설계된 경우에는 0.75배를 적용하여 0.1875㎡당 1개 이상 앵커를 설치해야 함]

※ 경제성 측면에서의 비교예 : 조적벽체 시공면적이 500㎡라고 가정하고,

   건축구조기술사가 연결철물 배치간격에 대하여 수평 600mm, 수직 600mm에서 안전하다고 했을 때,

   「일반설계」 검토를 통해 약 1,389개 정도의 앵커세트 시공이 필요함.

    그러나 사양설계」를 따를 경우, 내진설계범주 C로 내진설계된 건물에서는 2,000개의 앵커세트 시공이 필요하고,

                                              내진설계범주 D로 내진설계된 건물이라면 2,667개의 앵커세트 시공이 필요함.

 


사양설계

외부치장벽돌의 시공은 외부치장마감석재와 달리 사용되는 고정철물(앵커)이나 벽돌규격 등에 대한 경우의 수가 지극히 많지는 않습니다.

따라서 소규모 시공현장까지 건건마다 「일반설계」 방법으로 건축구조기술사에게 구조안전확인을 받는 것은 비경제적일 수도 있습니다. 벽돌량이 많은 경우라면 연결철물의 적절한 배치간격을 정하여 검토하는 「일반설계」방법이 경제성과 시공성에서 상당히 유리하겠지만, 그렇지 않은 소규모 현장에 대해서는 일괄적으로 사양설계(11개항목)로서 명기된 내용대로 시공하면 별도의 구조계산을 하지 않아도 되도록 배려하고 있습니다.

「일반설계」 방법이 아닌 경우에는 필히 사양설계」대로 시공하여야 하고, 이에 대해 감리자의 사전승인과 시공확인을 받아야 합니다. 

감리자는 설계도서상에 별다른 명기가 없는 경우에 시공업체 또는 전문공종(조적)업체가 제출하는 시공계획서가 사양설계대로 되어있는지 확인하여 기준에 따라 시공되도록 지도하여야 합니다.

만약 시공사가 사양설계와 다르게 시공하고자 하는 경우에는 KDS 41 17 00의 18.3.9.1에 따라 감리자는 시공사에게 건축구조기술사에게 구조계산 또는 실험을 의뢰하도록 하고, 이에대한 안전확인서를 제출하게 함으로써 시공을 승인할 수도 있습니다.   

 

KDS 41 17 「건축물 내진설계기준」 18.3.9.1.2 "앵커지지 치장벽돌벽체의 사양설계"는 아래와 같습니다.

해당 원문은 '국가건설기준센터'에서 열람 및 다운로드할 수 있습니다.

18.3.9.1.2 앵커지지 치장벽돌벽체의 사양설계
(1) 조적개체의 기준치수 두께는 67mm 이상 100mm 이하이어야 하며, 지지구조체는 치장벽돌벽체 두께 이상의 두께를 가진 철근콘크리트벽체 또는 보강조적벽체여야 한다. 사양설계에 따른 앵커는 주름이 잡힌 철판형 앵커, 주름이 없는 철판형 앵커, 철선 앵커, 줄눈보강근과 일체화된 앵커, 조정식 앵커로 구분된다. 치장벽돌벽체 내부면에서 지지구조체면까지의 거리는 120 mm이하여야 하며, 줄눈보강근과 일체화된 앵커나 조정식 앵커를 사용하는 경우 각각 (10)(11)120mm 초과에 대한 요구사항 만족 시 170 mm 이하를 적용할 수 있다. 앵커의 지지구조체 정착부는 실험에 의해 검증된 뽑힘강도 1 kN 이상의 정착상세를 적용하여야 한다.
(2) 기본적으로 치장벽돌벽체 0.251개 이상의 앵커를 설치하여야 한다. , 주름이 없는 철판형 앵커, 직경 4.8mm 이상의 철선을 사용한 철선 앵커, 직경 4.8mm 이상의 보강근을 사용한 줄눈보강근과 일체화된 앵커는 0.341개 이상의 앵커를 설치할 수 있다. 내진설계범주 D에 해당하는 경우 이 면적제한은 0.75배를 적용하여야 한다.
(3) 앵커의 수평 간격은 800mm 이하, 수직 간격은 600mm 이하를 만족시켜야 한다.
(4) 치장벽돌벽체에 어느 한 방향으로라도 400mm를 초과하는 크기를 가진 개구부가 있는 경우 개구부로부터 300mm 이내의 구간에 900mm 이내의 간격으로 추가 앵커를 설치하여야 한다.
(5) 가로줄눈의 두께는 가로줄눈에 설치되는 앵커 또는 줄눈 보강근 두께의 두배 이상이어야 한다.
(6) 치장벽돌벽체를 쌓을 때 조적개체 수평방향 길이의 4분의 1 미만으로 포개지는 조적개체 쌓기가 적용된 경우에는 가로줄눈 방향으로 직경 3.7mm 이상의 철선이 수직 간격 450mm 이내로 설치되어야 한다.
(7) 주름이 잡힌 철판형 앵커는 폭 20mm 이상, 두께 0.8mm 이상, 주름 부분의 고점간 또는 저점간의 거리는 7.5mm 이상 13mm 이내, 주름 부분의 고점과 저점의 높이 차는 1.5mm 이상 2.5mm 이내여야 한다. 앵커는 모르타르 줄눈 또는 그라우트 구간에 40mm 이상 묻혀야 하며, 15mm 이상 외부 방향으로 모르타르 줄눈 또는 그라우트 구간이 확보되어야 한다.
(8) 주름이 없는 철판형 앵커는 폭 20mm 이상, 두께 1.5mm 이상이어야 한다. 앵커는 모르타르 줄눈 또는 그라우트 구간에 40mm 이상 묻혀야 하며, 15mm 이상 외부 방향으로 모르타르 줄눈 또는 그라우트 구간이 확보되어야 한다. 모르타르 줄눈에서의 정착 파괴를 억제하기 위해 모르타르 줄눈에 묻힌 구간에서는 직경 3.7mm 이상의 철선이 부착되어야 하며, 철선은 앵커 좌우로 각각 50mm 이상씩 돌출되어야 한다.
(9) 철선 앵커는 직경이 3.7mm 이상이어야 하며, 모르타르 줄눈 또는 그라우트 구간에 위치하는 구부러진 부분이 50mm 이상이어야 한다. 치장벽돌벽체와 지지구조체 사이에서 철선 앵커의 접힘은 허용되지 않는다. 철선 앵커는 모르타르 줄눈 또는 그라우트 구간에 40mm 이상 묻혀야 하며, 15mm 이상 외부 방향으로 모르타르 줄눈 또는 그라우트 구간이 확보되어야 한다.
(10) 줄눈보강근과 일체화된 앵커는 사다리형을 사용하여야 하며, 보강근의 직경은 3.7mm 이상이어야 한다. 치장벽돌벽체의 내부면과 이에 인접한 지지구조체면과의 거리가 120mm를 초과하는 경우에는 4.8mm 이상의 직경을 가진 보강근을 적용하여야 한다. 줄눈보강근의 교차근은 중심 간격이 400mm 이하여야 하며, 주근에 용접되어야 한다. 교차근에서의 접힘은 허용되지 않으며, 주근은 외부방향으로 15mm 이상의 모르타르 줄눈이 확보되어야 한다.
(11) 조정식 앵커는 그 형태에 따라 철판형 부분, 철선 부분, 그리고 줄눈 보강근 부분을 가질 수 있다. 조정식 앵커의 각 부분은 (7), (8), (9) (10)에 기술된 해당 부분의 요구사항을 만족하여야 하며, 연결부 틈새간격은 1.6mm 이하여야 한다. 다리걸침형 앵커의 경우 걸치는 철선 부분은 4.8mm 이상의 직경을 가져야 하며, 연결부에서의 이격거리는 30mm 이하, 그리고 치장벽돌벽체 내부면으로부터 연결부까지의 거리는 50mm 이하여야 한다. 조정식 앵커에서 치장벽돌벽체의 내부면과 이에 인접한 지지 구조체면과의 거리가 120mm를 초과하는 경우에는 철선 부분이 4.8mm 이상의 직경을 가진 철선 2개 이상 또는 동등 수준 이상의 강도와 강성을 가진 상세로 이루어져야 한다.

 


기타

현재 대부분 치장벽돌 시공은 건물의 단열성능을 위해 콘크리트 벽체와 조적사이 단열재를 두기 때문에 앵커지지형으로 시공됩니다.

그러나 내단열로 계획되고 치장벽돌이 콘크리트 벽체면에 접착되는 경우도 더러 있는데, 이 경우에도 위의 경우와 마찬가지로 KDS 41 17 「건축물 내진설계기준」 18.3.9.2.2 "접착식 치장벽돌벽체의 사양설계"에 따라 시공되어야 할 것입니다.

18.3.9.2.2 접착식 치장벽돌벽체의 사양설계
(1) 조적개체의 기준치수 두께는 67mm 이하, 중량은 0.73kN/이하, 지지구조체는 치장벽돌벽체 두께 이상의 두께를 가진 철근콘크리트벽체 또는 보강조적벽체이어야 한다.
(2) 치장벽돌벽체는 지지구조체에 전단강도 345kPa 이상인 접착제를 적용하여 접착하거나, 압축강도 12.5MPa 이상, 두께 9.5mm 이상 32mm 이하인 모르타르로 접착하여야 한다. 접착제나 모르타르는 치장벽돌벽체와 지지구조체 사이에 밀실하게 채워져야 한다. 모르타르를 적용할 경우 조적개체 설치 시 마지막에는 두드려서 약간의 압력을 가하여야 하며, 줄눈은 오목줄눈을 사용하여 모르타르가 압력을 받게 눌러져야 한다.

.  끝.

 

※ 주요공지 : 비구조요소 안전확인서, 유효한 서류인지 확인하는 방법 : [ 해당 페이지를 링크합니다 ]

 

 

댓글
  • 프로필사진 건축사랑 시공업체입니다. 사양설계 기준이 너무 까다로워서 시공하기 참 어렵습니다. 글을 읽고 구조기술사에에 안전확인을 받아서 진행하는 것이 훨씬 유리할 것 같네요.
    두가지만 여쭐께요.
    1. 구조기술사에게 안전확인서를 받는 조건으로 앵커철물 수직간격이나 수평간격을 예를 들어 900mm씩 하여도 안전하다면 감리단에게서 시공계획 승인을 받을 수 있는지요?
    2. 내화벽돌 외부마감을 내측에 단열재 80mm두께로 있고, 단열재는 콘크리트벽체가 아닌 1.0B시멘트벽돌에 붙는 경우에도 검토가 가능할까요?
    2020.03.23 18:32
  • 프로필사진 BMTARS 1. 가능하다고 봅니다. 단, 상당히 많은 경우의 설계시방서에서 일반적으로 상하좌우 최대간격을 600mm정도로 하고 있는것으로 알고 있습니다. 귀 현장 시방서에도 그러한 부분이 명시되어 있다면, 시공계획 승낙요청 문서와 함께 설계변경 요청문서도 함께 제출하여야 할 것입니다. 시공계획은 특별한 문제가 없다면 승인되지만, 설계변경은 특별하고 합당한 사정이 있어야 인정되는 것이 통례입니다. 각 현장 감리단이나 사업주체의 승인여부에 따라야 될 것입니다만, 보통 안전우려로 보수적인 선택을 하므로 설계도서인 시방서에 명시된 범위 이상을 변경승인하는 사례는 드문 것으로 알고 있습니다. 2. 연결철물이 정착되는 지지구조체 벽면은 철근콘크리트벽체를 원칙으로하고 있습니다. 2020.03.24 11:06 신고
  • 프로필사진 양산박 벽돌말구요. 파라펫요. 원래 철근콘크리트로 난간이 설계되었는데, 카페 루프탑으로 사용하려고 철재난간으로 변경해서 시공중이구요.
    철재난간도 내진안전확인서해야 합니까?
    2020.04.03 17:37
  • 프로필사진 BMTARS 비구조요소 중에 파라펫, 외부석재마감, 외부치장벽돌 등의 내진안전확인은 지진시 쉽게 파괴될 수 있는 취성재료로서 추락시 인명에 심각한 위해가 되는 중량인 경우로 포항지진 피해에서처럼 심각하게 우려되는 비구조요소들에 대하여 내진안전을 확인하고 시공하도록 하는 취지로 사료됩니다.
    이러한 취지의 이해를 넓히면 철재난간은 해당이 없을 것으로 기대되지만, 인허가 담당자의 해석은 다를 수 있습니다.
    해당 관련내용에 '콘크리트 파라펫'이라고 한정하지 않았기에 폭넓은 범위로 정하고 있을 수도 있습니다.
    향후 사용승인 신청반려 등의 불이익을 예방하기 위해서는 사전에 해당 지자체의 담당주무관에게 문의하시기 바랍니다.
    2020.04.07 12:27 신고
  • 프로필사진 오나경 신축 및 기존 건물의 앵커보강 시
    5) 가로줄눈의 두께는 가로줄눈에 설치되는 앵커 또는 줄눈 보강근 두께의 두배 이상이어야 한다.
    이것도 일반설계로서 구조안전확인을 받을수 있는 부분인가요?
    2021.07.16 15:36
  • 프로필사진 BMTARS "가로줄눈의 두께는 가로줄눈에 설치되는 앵커 또는 줄눈 보강근 두께의 두배 이상이어야 한다"는 조건은 통상 줄눈두께 10mm일때 사양설계시 4.8mm 철선을, 일반설계시 4.0mm 철선을 사용하면 충족되는 내용입니다. 사양설계시 10mm줄눈에 철선 직경이 4.8mm 이상으로 굵은 것을 사용하면 줄눈몰탈에 인장응력 발생시 철선주변에서 수직방향 인장균열이 발생하여 종국에 벽돌이 탈락될 수 있으므로 이를 방지하고자 정한 내용으로 유추할 수 있습니다. 줄눈 높이가 10mm보다 작다면 결국 사양설계가 아닌 일반설계로 진행하여야 할 것으로 보입니다. 그리고 이형철선인 경우는 수평투영 면적 환산하는 방식으로 일반설계에서 검토하면 될 것으로 사료됩니다.
    기존 건물 치장벽돌 보수·보강공사시에 가장 유의할 것은 2가지 입니다. 첫째는 보강철선이 줄눈몰탈 수평폭 중 어디까지 깊게 위치하느냐 입니다. 표준벽돌인 경우 줄눈 깊이는 90mm 이내인데, 가급적 철선 위치는 줄눈 외측 또는 내측면에서 15mm 정도이상 깊이에 놓이는 것을 권장합니다. 이는 계산에 의하여 부득이 이보다 얕은 깊이에서도 가능한지 Pull-out Strength Check of Connection Steel from Masonry Mortar를 통해 일반설계로 검토해 볼 수 있습니다.
    둘째는 타격앙카나 칼블럭으로 건물 콘크리트에 정착되는 부분에 대한 인발테스트 입니다. 실제 설치할 위치에서 최소 100mm 이격된 위치에서 실제 설치할 고정앙카보다 더 긴 앙카(볼트)로 기존 벽면 외측으로 돌출시켜서 테스트 하여야 합니다. 이때 앙카(볼트)의 직경등 단면조건은 실제 설치할 부재와 동일하여야 합니다. 15개소 이상 테스트하여 산술평균합니다. 인발테스크 최소요구값은 일반설계시 구조검토설계서에서 제시한 값 이상이어야 합니다. 최근에 기존 치장벽돌에 대하여 다양한 보강공법 기술들이 특허로 나오고 있습니다. 사양설계는 종래 전통적인 방법으로 소규모 신축시 적용할 수 있는 내용이고, 특허 기술을 적용하고자 한다면 해당 기술에 대한 부재규격 및 시험성적서를 구조기술사사무소에 제공하여 검토 가능한지 문의하시기 바랍니다. 기업에서 제공하는 시험성적서만으로는 이를 비구조요소 내진안전확인서로 대신할 수 없음을 유의하시기 바랍니다.
    2021.07.16 16:12 신고
댓글쓰기 폼
BMTARS

건물지진규모분석연구서비스(주)

e-mail : bmtars@nate.com

IN KOREA
CALL : 1833-9875
FAX : 0505-300-9875

OUT OF KOREA
CALL : 82-1833-9875
FAX : 82-505-300-9875

Total
519,797
Today
69
Yesterday
92