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비구조요소 내진성능평가 시험방법 단체표준 제정

국토인프라운영원, 지진 이후 기능유지 비구조요소 진동대시험 증명

국토교통연구인프라운영원은 최근 ‘건축물 비구조요소의 내진성능평가를 위한 동적 시험방법’ 단체표준을 제정해 발표했다. 

현재 건축물 내진설계기준(KDS 41 17 00)에서 시험을 통해 비구조요소와 지지부의 내진성능을 확인할 수 있도록 하고 있으며 지진 이후에도 반드시 기능이 유지돼야 하는 비구조요소의 경우 진동대시험을 통해 정상 작동함을 증명토록 하고 있다. 다만 진동대시험에 대한 상세 방법론은 제시하고 있지 않다.

건축물 내진설계기준 및 해설에서는 전기통신설비의 내진시험방법과 ICC-ES AC156을 참고해 비구조요소를 진동대시험할 수 있는 것으로 설명하고 있으나 전기통신설비의 내진시험방법에 따른 시험대상설비는 통신장비와 전원설비, 부대설비, 철탑시설에 한정돼 다양한 비구조요소에 대한 적용성이 부족한 상황이다. 특히 ICC-ES AC156의 경우에는 ASCE 7와 IBC(International Building Code) 기준을 참조하고 있어 국내 실정에 부합하도록 수정할 필요성이 있다.

이번에 제정된 단체표준은 참조기준 활용에 따른 문제점을 보완하고 국내 비구조요소 실정을 반영해 체계적인 진동대시험방법을 제시하기위해 마련됐다. 비구조요소의 내진성능을 시험하기 위해 2010년 발행(2019년 개정)된 ICC-ES AC156, Acceptance criteria for seismic certification by shake-table testing of nonstructural components를 기초로 해 작성한 표준이다. 다만 우리나라의 관련 법과 규정, 언어와 관행이 달라서 수용할 수 없는 것이 있어 부분적으로 기술적 내용을 변경됐다. 

국토교통연구인프라운영원운영원은 단체표준 제정을 위해 시험기관협의체를 구성하고 비구조요소 진동대 시험방법을 2020년 5월28일에 작성했으며 이후 단체표준심사위원회를 구성해 총 2회에 걸쳐 단체표준(안)을 심의했다. 또한 이해관계자들의 의견을 수렴했으며 2020년 6월18일부터 2020년 7월2일까지 운영원 홈페이지에 제정 예고와 안내를 거쳐 단체표준(안)에 대한 합의를 도출해 최종으로 ‘건축물 비구조요소의 내진성능평가를 위한 동적 시험방법’ 단체표준을 제정했다. 

단체표준은 건축물 내진설계기준에 따라 내진설계가 수행돼야 하는 비구조요소에 적용되며 해석적인 설계절차를 대신해 시험을 통해 비구조요소와 지지부의 내진성능을 확인하는데 활용할 수 있다. 특히 기능유지가 요구되는 기계와 전기 비구조요소, 중요도계수가 1.5인 위험물질과 관련된 비구조요소 등에 적용된다. 

또한 건축물 내진설계기준에서 제시하고 있는 비구조요소가 수용해야 할 지진에 의한 상대변위와 상대변위 발생에 의한 영향을 평가하는 데 활용할 수 없으며 비구조요소의 일부나 부품을 시험하는데도 적용할 수 없다. 

다만 진동대 장비의 한계에 따라 시험이 불가한 경우와 건축물 내진설계기준에 따라 구동부분 또는 동력부분을 시험하는 경우에는 해석적 방법과 조합해 이번 단체표준에서 제시하는 방법을 참조해 적용할 수 있도록 했다.

ISO 13033에서는 비구조요소의 내진수요의 원천(sources of seismic demand)을 관성력, 다른 부착 위치에서 발생하는 상대변위와 요소들 간의 충격으로 분류하고 그에 따른 내진성능검증방법을 제시하고 있다. 이에 따라 이번 단체표준은 ISO 13033에 따라 비구조요소의 관성력을 평가하는데 적용하며 진동대 시험에 의한 검증방법의 개념과 적용범위, 절차를 참조해 작성했다. 

국토인프라연구원의 관계자는 “ISO 130033의 진동대시험은 내진성능검증시험으로 검증 기준과 검증 결과를 제시하도록 요구하고 있으나 국내에서는 각 비구조요소에 대한 성능검증기준이 명확히 마련되지 않아 이번 단체표준에서 검증기준과 결과를 제시하도록 요구하기는 어렵다”라며 “이에 따라 이번 단체표준에서는 시험방법만 제시하고 시험결과에 의한 내진성능평가는 제3자가 평가토록 했다”고 밝혔다.