비구조내진설계 내진설계 기준: 건축비구조요소 (KDS 41 17 00 : 2022)

1. 개요 및 용어의 정의

본 포스팅은 KDS 41 17 00 : 2022에 명시된 비구조요소의 내진설계 기준을 다룹니다. 건축물의 주요 구조부재를 제외한 비구조부재 및 기계·전기 설비의 안전성을 확보하기 위한 필수 지침입니다.

• 내진슬릿: 조적조나 비구조 콘크리트벽이 기둥과 접할 때 취성파괴를 방지하기 위해 설치하는 줄눈.
• 비구조요소: 건축비구조요소와 기계·전기비구조요소를 통칭.
• 설계지진: 중요도 및 성능목표별 재현주기에 따라 기본설계지진에 중요도 및 위험도계수를 곱한 지진.

2. 성능목표 및 적용 범위

건축물의 내진등급에 따라 비구조요소 역시 상이한 성능수준(기능수행, 인명안전 등)을 만족해야 합니다.

1) 적용 대상 (18.1.1)

• 중요도계수($I_p$)가 1.5인 모든 비구조요소.
• 파라펫, 건물 외부의 치장 벽돌 및 외부치장마감석재.

2) 설계 면제 조건

• 중요도계수 1.0이며, 설치 높이 1.2m 이하, 중량 1,800N 이하이면서 유연한 연결을 가진 경우.
• 총 중량 100N 이하 또는 단위길이당 중량 70N/m 이하인 경우.

3. 설계지진력 산정 (등가정적하중)

비구조요소의 수평설계지진력($F_p$)은 다음의 식을 기준으로 산정하며, 상한치와 하한치 규정을 준수해야 합니다.

• 기본식: $F_p = \frac{0.4 a_p S_{DS} W_p}{R_p / I_p} (1 + 2 \frac{z}{h})$
• 상한치: $F_p,{max} = 1.6 S{DS} I_p W_p$
• 하한치: $F_p,{min} = 0.3 S{DS} I_p W_p$

여기서 $a_p$는 증폭계수, $R_p$는 반응수정계수, $z$는 설치 높이, $h$는 전체 높이를 의미합니다.

4. 주요 항목별 설계 요약

구분	주요 설계 고려사항	관련 조항
중요도계수($I_p$)	소화설비, 위험물질 저장고, 특등급 시설물 중요 요소는 1.5 적용	18.1.2
건축 비구조요소	칸막이벽(H>1.8m) 횡지지, 커튼월 유리 상대변위 수용 등	18.3
기계·전기 요소	진동격리장치 변위 제한, 450N 초과 장비 정착부 안전성 검토	18.4
상대변위	다이어프램 변형을 포함한 수직/수평 상대변위 수용 설계	18.2.3

5. 설계 시 유의사항

• 기능유지 확인: 지진 이후에도 반드시 작동해야 하는 기계·전기 비구조요소는 진동대 실험 등을 통해 기능유지 성능을 입증해야 합니다.
• 물리적 간섭: 특정 요소의 파괴나 변형이 인접한 다른 요소에 손상을 주지 않도록 충분한 이격 거리를 확보해야 합니다.
• 전문가 협업: 내진설계책임구조기술자는 제조자의 실험 데이터나 정밀 해석 결과를 검토하여 최종 승인해야 합니다.