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[이항준의 소방내진] 가요성이음장치의 정의 Ⅱ

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이항준 소방기술사(에듀파이어기술학원장) | 기사입력 2022/10/11 [12:41]

[이항준의 소방내진] 가요성이음장치의 정의 Ⅱ

이항준 소방기술사(에듀파이어기술학원장) | 입력 : 2022/10/11 [12:41]

▲ 이항준 소방기술사

지난 호에 이어 가요성이음장치의 정의에 대해 더 알아보겠다. ‘소방시설의 내진설계 기준’ 제3조에는 가요성이음장치에 대해 정의돼 있다.

 

건축구조용어사전에 따르면 구조부재는 기둥과 기초, 보, 가새, 슬래브, 벽체 등 구조체의 각 구성요소를 말한다. ‘소방시설의 내진설계 기준’에는 건축설계에 있어 구조계산에 포함되는 하중을 지지하는 부재라고 정의돼 있다.

 

지진하중은 지진으로 발생한 동적하중에 의한 지진 가속도에 비례해 적용하는 정적하중을 의미한다. 편심하중의 경우 하중의 합력 방향이 그 물체의 중심을 지나지 않을 때의 하중이다. 편심하중은 모멘트를 발생시키며 소화배관 전체로 볼 경우 수평ㆍ수직배관에 모멘트를 발생시키는 것과 동일한 원리라고 이해하면 된다.

 

지진 시 발생하는 진동을 우린 지진동이라고 부른다. 쉽게 말해 지진계에 기록되는 진동이 바로 지진동이다.

 

직선배관에서 방향이 전환되는 지점과 배관이 끝나는 지점은 단부다. 하중(F)이 집중되거나 배관 말단과 같이 자유단(고정되지 못해 자유롭게 움직이는 구간)이 발생한 경우 배관의 끝부분 길이(L)가 길어질수록 모멘트(F×L)는 크게 발생한다. 따라서 이를 1.8m 이내로 제한하기 위해 횡방향 흔들림 방지 버팀대를 추가하도록 조치한다. 

 

엘보 등으로 방향 전환이 되는 배관은 하중이 집중돼 편심하중에 의해 추가되는 모멘트가 발생하게 된다. 이를 단부로 보고 버팀대를 추가한다. 이건 ‘소방시설의 내진설계기준’ 별표 2에 따라 횡방향 흔들림 방지 버팀대의 하중 또는 배관 길이를 제한하는 이유와 동일하다.

 

종방향 흔들림 방지 버팀대의 경우 상대적으로 발생하는 모멘트가 작기에 고려하지 않는다(배관의 항복강도 미만으로 모멘트가 작용해야 배관이 파손되지 않는다).

 

 

유효수평지반가속도(S)는 지진하중을 산정하기 위해 국가지진위험지도나 행정구역을 기준으로 제시된 암반지반의 수평지반운동수준을 의미한다.

 

행정구역에 의한 방법으로 재현 주기에 따른 유효수평지반가속도(S)는 지진구역계수(Z)에 각 재현주기의 위험도계수(I=2.0)를 곱해 결정한다. 

 

국가지진위험지도를 이용해 결정한 유효수평지반가속도(S)는 행정구역에 의한 방법으로 결정된 유효수평지반가속도(S) 값의 80%보다 작지 않아야 한다. 최대지반가속도는 0.2초 단주기 스펙트럼가속도(SDS) 응답 비율의 약 2.25~2.5배며 1초 주기 설계스펙트럼 가속도의 스펙트럼 응답 비율의 약 1.0배임을 고려해 0.2초를 기준으로 하는 SDS의 응답가속도에 2.5배를 곱해 실제와 유사하게 적용하게 된다.

 

이에 허용응력법에 따라 적용할 때 2.5를 곱해 단주기 응답지수를 곱한 후 직선보간법으로 지진계수를 산정해 적용하면 된다. 

 

이항준 소방기술사(에듀파이어기술학원장)

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