[법규] 건축물 비구조요소 내진설계 대상｜공종별 적용범위와 실무 R&R

건축물의 내진설계라고 하면 일반적으로 기둥, 보, 내력벽과 같은 구조체의 내진성능을 먼저 생각한다.

그러나 지진 발생 시 구조체가 붕괴하지 않더라도 외장재가 탈락하거나, 칸막이벽이 전도되고, 천장이나 설비가 떨어진다면 인명피해가 발생할 수 있다.

따라서 건축물의 내진설계에서는 구조체뿐만 아니라 건축물에 설치되거나 구조체에 부착되는 비구조요소(Nonstructural Components)에 대해서도 내진성능을 고려해야 한다.

특히 플랜트 프로젝트에서는 건축물 내부에 다양한 기계·전기설비와 배관, 덕트, 케이블트레이 등이 설치되기 때문에 비구조요소의 내진설계는 건축공종만의 업무가 아니라 여러 공종이 연결되는 Interface 업무가 된다.

이번 글에서는 비구조요소의 개념과 내진설계 대상, 주요 검토내용을 정리하고, 실제 엔지니어링 업무에서 설계 엔지니어와 시공담당자의 역할을 어떻게 구분할 것인지를 함께 정리한다.

 

구분	핵심 내용	실무 담당
대상	건축·기계·전기·소방 비구조요소	설계 대상 확인
주요 요소	파라펫, 외장재, 벽체, 천장, 장비, 배관, 덕트, 케이블트레이 등	공종별 확인
설계 검토	지진하중, 부재강도, 지지대·앵커, 상대변위	실제 설치조건 반영
설계 엔지니어	적용기준·대상·설계조건 확인, 구조체 조건 및 Interface 정의	주 담당
시공담당자	실제 제품 확인, 내진검토, 계산서·자료 확보 및 제출	주 담당
업무 흐름	대상 확인 → 설계조건 → 구조체 Interface → 실제 제품 검토 → 제출	설계·시공 협업

 

 

 

1. 비구조요소란?

비구조요소는 건축물의 주요 구조체를 제외하고 건축물에 설치되거나 구조체에 부착되는 요소를 말한다.

대표적으로 다음과 같이 구분할 수 있다.

구분	주요 비구조요소
건축	파라펫, 외장재, 조적벽, 칸막이벽, 커튼월, 천장, 캐노피 등
기계	장비, 배관, 덕트, 지지대 등
전기	케이블트레이, 전기장비, 전선로 등
소방	소화배관, 스프링클러 등

 

여기서 비구조요소라는 표현을 구조적으로 중요하지 않다는 의미로 이해해서는 안 된다.

지진이 발생하면 비구조요소에도 관성력이 발생하며, 이 힘은 지지대·브라켓·앵커 등을 통해 최종적으로 건축물의 구조체에 전달된다.

따라서 비구조요소의 내진성능을 확보하기 위해서는 다음의 하중 전달경로를 함께 고려해야 한다.

비구조요소 → 지지대·브라켓 → 앵커·접합부 → 구조체

 

 

 

2. 왜 비구조요소에도 내진설계가 필요한가?

지진이 발생하면 건축물의 구조체뿐만 아니라 구조체에 부착된 비구조요소에도 지진력이 작용한다.

구조체가 충분한 내진성능을 확보하고 있더라도 비구조요소가 이를 견디지 못하면 다음과 같은 피해가 발생할 수 있다.

• 외장재 탈락
• 조적벽 및 칸막이벽 전도
• 천장재 탈락
• 장비 전도
• 배관 및 덕트 파손
• 케이블트레이 탈락
• 피난경로 장애

특히 피난경로 주변에 설치된 비구조요소가 탈락하거나 전도되면 지진 직후 대피하는 사람에게 직접적인 위험이 발생할 수 있다.

따라서 비구조요소 내진설계의 목적은 단순히 부재 자체의 파괴를 방지하는 것이 아니다.

지진 발생 후 비구조요소의 탈락·전도에 따른 인명피해를 방지하고, 필요한 기능을 확보하는 것이 핵심이다.

 

 

 

3. 비구조요소 내진설계는 무엇을 검토하는가?

비구조요소 내진설계는 단순히 제품 자체의 강도를 확인하는 것으로 끝나지 않는다.

기본적으로 다음 네 가지를 함께 검토해야 한다.

① 지진하중

비구조요소의 질량과 설치 위치, 건축물의 지진응답 등을 고려하여 해당 요소에 작용하는 지진하중을 산정한다.

KDS 41 17 00에서는 비구조요소의 설계에 필요한 증폭계수, 반응수정계수 등의 설계계수를 규정하고 있다.

즉,

건축물의 지진응답 → 비구조요소에 작용하는 지진력

의 관계를 고려하는 것이다.

② 비구조요소 자체의 강도

외장재, 칸막이벽, 장비, 배관 등이 산정된 지진하중을 견딜 수 있는지 확인한다.

③ 지지대 및 접합부

실무에서 특히 중요한 부분이다.

비구조요소 자체가 충분한 강도를 가지고 있더라도 브라켓, 행거, 브레이싱, 앵커 및 접합부가 지진력을 견디지 못하면 전체 시스템의 내진성능을 확보할 수 없다.

따라서 부재 자체뿐만 아니라 지지·정착 시스템 전체를 검토해야 한다.

④ 구조체와의 상대변위

커튼월이나 외장패널과 같이 구조체에 연결되는 요소는 지진 시 발생하는 구조체의 상대변위를 고려해야 한다.

즉,

“강한 제품을 사용하는가?”뿐만 아니라 “지진으로 구조체가 움직일 때도 안전하게 거동하는가?”

를 확인해야 한다.

 

 

 

4. 공종별 비구조요소 내진설계 대상

비구조요소 내진설계 대상은 공종별로 구분하면 실무에서 이해하기 쉽다.

다만 아래 표는 대표적인 대상을 정리한 것으로, 실제 적용 여부는 건축물의 내진등급, 비구조요소의 중요도 및 KDS 41 17 00의 세부 적용조건을 최종적으로 확인해야 한다.

공사 종류	주요 비구조요소	내진검토	주요 검토 사항
건축	파라펫	●	지진력, 전도, 구조체 접합
	외부 치장벽돌·석재마감	●	탈락, 앵커, 접합부
	외측 비구조벽체·커튼월	△	적용조건 및 상대변위
	조적벽·칸막이벽	△	중요도, 피난경로, 접합
	천장	△	천장재, 행거, 브레이싱
	캐노피	●	지지부, 앵커, 전도
기계	기계장비	△	장비, 지지대, 앵커
	배관	△	지지대, 브레이싱, 상대변위
	덕트	△	행거, 브레이싱, 접합부
전기	케이블트레이	△	지지대, 브레이싱, 앵커
	전기장비·제어반	△	전도, 정착부, 기능유지
	비상조명·유도등	●	피난경로 기능유지
소방	소화배관·스프링클러	●	배관, 지지대, 브레이싱
건물외 구조물	창고용 선반	●	건물외구조물 기준 검토
	탱크·수조	●	건물외구조물 기준 검토

 

● : 우선적으로 내진설계 대상 여부를 확인해야 하는 요소

△ : 중요도·설치조건·적용범위에 따라 확인이 필요한 요소

여기서 △는 “내진설계를 하지 않는다”는 의미가 아니다.

각 비구조요소의 종류와 중요도, 건축물의 조건에 따라 적용 여부를 판단해야 한다.

또한 창고용 선반이나 탱크, 수조 등은 건축 비구조요소와 동일하게 취급하지 않고 건물외구조물 관련 기준을 별도로 확인해야 한다.

소방설비 역시 일반적인 건축물 내진설계기준과 별도로 **「소방시설의 내진설계 기준」**이 적용될 수 있으므로 해당 기준을 함께 확인해야 한다.

 

 

 

5. 특히 중요한 비구조요소

실무에서 우선적으로 확인해야 하는 것은 인명안전 및 피난, 재난 대응 기능과 직접적으로 연결되는 요소이다.

대표적으로 다음과 같은 요소가 있다.

• 피난경로상의 계단
• 피난경로상의 칸막이벽
• 캐노피
• 비상유도등
• 소화배관 및 스프링클러
• 소화수조
• 위험물 관련 비구조요소
• 지진 후 기능유지가 필요한 주요 설비

특히 KDS 41 17 00에서는 일정 조건의 비구조요소에 대해 중요도계수 1.5를 적용하도록 규정하고 있다.

따라서 비구조요소 내진설계를 검토할 때는 단순히

“건축물의 내진등급이 몇 등급인가?”

만 확인하는 것이 아니라,

“해당 비구조요소의 중요도는 무엇인가?”

를 함께 확인해야 한다.

 

 

 

6. 실제 업무에서는 누가 검토하고 제출하는가?

플랜트 프로젝트에서 가장 중요한 실무 포인트이다.

비구조요소 내진설계는 설계단계와 시공단계의 업무를 구분해서 이해할 필요가 있다.

실제 프로젝트에서는 시공담당자가 실제 설치되는 제품을 기준으로 내진검토 자료를 확보하고 관련 제출업무를 수행하는 경우가 많다.

따라서 설계 엔지니어가 모든 비구조요소의 내진계산서를 직접 작성하는 업무로 이해해서는 안 된다.

설계 엔지니어

설계단계에서 다음 업무를 수행한다.

• 건축물 내진등급 및 적용기준 확인
• 비구조요소 적용대상 확인
• 설계조건 및 설치조건 정의
• 구조체 조건 제공
• 구조체와 비구조요소의 Interface 확인
• 프로젝트 R&R 및 제출범위 확인

시공담당자

시공단계에서는 실제 설치되는 제품과 시공조건을 기준으로 내진검토 및 제출업무를 주관한다.

• 실제 설치 제품 확인
• 제작사 및 전문업체 자료 취합
• 장비·배관·외장재 등의 내진성능 검토
• 지지대 및 앵커 검토
• 내진계산서 및 관련 자료 확보
• 발주처 제출 및 승인
• 현장 설치상태 확인

 

 

 

7. 설계 엔지니어와 시공담당자의 R&R

실제 엔지니어링 업무에서는 다음과 같이 구분하면 이해하기 쉽다.

업무	설계	시공
내진 적용기준 확인	●	○
대상 비구조요소 확인	●	○
설계조건 제공	●
구조체 조건 제공	●
실제 제품 확인		●
제작사 자료 취합		●
내진계산서 확보/검토		●
내진 관련 제출		●
현장 설치상태 확인	○	●
구조체와의 Interface 확인	●	●

● 주 담당 / ○ 협조

 

핵심적인 업무 구분은 다음과 같다.

설계 엔지니어는 내진설계의 적용범위와 설계조건을 정의하고, 시공담당자는 실제 설치되는 제품과 시공조건을 기준으로 내진검토 및 제출업무를 수행한다.

다만 실제 책임범위는 프로젝트 계약조건과 회사별 R&R에 따라 달라질 수 있으므로 프로젝트 착수 단계에서 업무분장을 명확히 확인해야 한다.

 

 

8. 주니어 엔지니어가 기억해야 할 업무 순서

비구조요소 내진설계를 접했을 때는 다음 순서로 확인하면 된다.

STEP 1. 건축물 내진등급 확인

해당 건축물의 내진등급과 성능목표를 확인한다.

STEP 2. 비구조요소 중요도 확인

해당 요소가 일반적인 비구조요소인지, 인명안전·피난·재난 대응과 관련된 중요 비구조요소인지 확인한다.

STEP 3. 적용기준 확인

KDS 41 17 00 및 해당 설비에 적용되는 별도 기준을 확인한다.

STEP 4. 설계조건 확인

지진하중, 상대변위, 설치 위치 및 구조체 조건을 확인한다.

STEP 5. 구조체 Interface 확인

앵커, 브라켓, 행거, 브레이싱 등이 연결되는 구조체의 조건을 확인한다.

STEP 6. 프로젝트 R&R 확인

설계와 시공 중 누가 실제 검토 및 제출을 담당하는지 확인한다.

STEP 7. 시공단계 자료 확인

실제 설치되는 제품에 대한 내진계산서, 시험성적서, 제작사 자료 및 현장 설치상태를 확인한다.

 

 

 

9. 마무리

비구조요소는 건축물의 주요 구조체는 아니지만 지진 발생 시 탈락, 전도 또는 파손될 경우 인명피해와 기능손실을 발생시킬 수 있다.

 

따라서 비구조요소 내진설계에서는 다음 네 가지를 함께 고려해야 한다.

① 지진하중
② 비구조요소 자체의 강도
③ 지지대·앵커·접합부의 성능
④ 구조체와의 상대변위

 

그리고 플랜트 엔지니어링에서는 여기에 R&R을 추가해야 한다.

설계단계

적용기준 확인 → 대상 확인 → 설계조건 정의 → 구조체 Interface 확인

↓

시공단계

실제 제품 확인 → 내진검토 → 계산서 및 자료 확보 → 제출·승인 → 현장 확인

 

결국 비구조요소 내진설계에서 중요한 것은 “누가 계산서를 작성하는가”만이 아니다.

설계 엔지니어는 비구조요소의 적용범위와 설계조건, 구조체 Interface를 명확하게 정의해야 하고, 시공담당자는 실제 설치되는 제품을 기준으로 내진성능을 검토하고 관련 자료를 확보하여 제출해야 한다.

 

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