Page 88 - 건축구조 Vol. 29 / No. 04

Q & A

Q 피난층 횡력저항요소 특별지진하중 적용 법리해석

초고층(주로 45층 규모 정도) 설계시 풍하중 저항요소로 피난층을 활용하고 있습니다.
벨트월, 아웃리거로 코어벽과 외부기둥 저항을 효과적으로 결합하며, 이때 피난층에만 형성되는 강성벽 또는 트러스
들은 기둥과 기둥, 기둥과 코어벽을 연결하는 보와 같은 개념으로 검토하고 있습니다.

이런 피난층의 전이벽, 기둥, 보, 슬래브에 대한 특별지진하중을 적용해야한다는 의견이 있어 상기사항으로 불필요한
검토라고 판단되었느나, 기준상의 특별지진하중 개념이 필로티의 전이만을 이야기하는 것이 아니라 지진하중의 흐름
을 급격히 변화시키는 주요부재와 이를 지지하는 수직부재에 취성파괴 방지를 위해 탄성범위내의 설계을 적용하여야
한다. 이므로 문구나 취지만을 본다면 해당대상이 아니라고 하기도 애매합니다.

피난층의 벨트성능 활용이 고층건물에 범용적으로 적용하는 방식이니 본회의 특진적용에 대한 의견을 참고하고 싶습
니다.

A

초고층건물에 적용되는 벨트월 및 아웃리거는 일반적으로 풍하중의 변위 및 응력제어 목적으로 사용됩니다. 이
때 벨트월 및 아웃리거는 주변부 기둥 및 코어를 연결하는 벽체 또는 트러스로 구성되게 되며 수직재위에 놓이
게 됨으로써 기둥축소량에 따라 중력에 의한 전단력이 크게 발생하며 더불어 풍하중에 대한 응력에 저항하도록
설계하게 됩니다. 설계자는 해당부재의 지배되는 하중과 거동을 분석하여 건축구조설계기준에서 제시하는 제
약조건을 만족하도록 설계하여야 합니다.

아래 특별지진하중 조항을 살펴보면, 필로티와 같이 전이기둥의 파괴가 전체 구조물의 붕괴를 일으킬 것으로
판단되는 경우 특별지진하중을 적용하여 탄성하중 수준으로 전이부재를 설계하여 지진발생 시 구조물의 안정
성을 확보하도록 하고 있습니다.

벨트월과 아웃리거는 중력하중저항요소(이 부재가 존재하지 않더라도 중력하중은 저항하도록 계획됨)가 아니
며 횡하중 중 풍하중에 지배되므로 탄성응력설계를 기반으로 설계되는게 일반적입니다. 만약 지진에 의한 비탄
성거동을 예상되고 지진 발생 시 이 부재의 파괴가 전체 구조물의 붕괴를 일으키는지를 고려하여 특별지진하중
적용 여부에 대하여 설계자의 판단이 필요할 것으로 보입니다. 더불어 벨트월 층의 상하부 기둥 부재의 경우 벨
트월의 강성대비 기둥의 강성이 적으므로 접합부분의 응력이 집중되는 형태가 예상되므로 접합부 설계 시 부재
응력 및 상세에 대한 별도의 고려가 필요할 것으로 사료됩니다.

[관련 조항]
KDS 41 17 00, [8.1.2.3 특별지진하중]에서 “필로티 등과 같이 전체 구조물의 불안정성으로 붕괴를 일으키거나 지진하중의 흐름을
급격히 변화시키는 주요부재와 이를 지지하는 해당 위치의 수직부재 설계에는 특별지진하중을 적용”하도록 하고 있습니다.
관련 조항 해설에서는 “취성파괴 가능성이 있는 부재가 탄성상태에서 하중을 지지하기 위해서는 연결된 다른 부재 또는 접합부의
최대하중 재하능력에 의하여 전달되는 하중을 해당 부재가 지지할 수 있어야 한다.”라고 기술되어 있습니다.

86 건 축 구 조 2022 _ 07 _ 08 제29권 / 제04호