건축물 비구조요소인 전기설비의 일반적인 내진설계 기준

출처 : 한국전기기술인협회 협회지

 

1. 내진설계 절차

전기 비구조요소의 설계절차는 KDS 41 17 00 (18.4.2 설계절차)에 따라야 하며, 다음과 같다

(1) 지진 시 비구조요소 사이의 부딪힘으로 인해 충격이 발생하지 않도록 설계되어야 한다.

(2) 서로 다른 구조물 사이에 연결된 설비 및 관로에서 발생하는 하중을 평가하여야 한다.

(3) 선반 위의 축전지는 낙하하지 않도록 둘러싸는 고정장치로 고정되어야 하며 고정장치와 축전지 사이에 스페이서를 두어 용기의 충돌로 인한 손상을 방지하여야 한다. 선반은 충분한 횡하중 저항능력을 가져야 한다.

(4) 건식 변압기의 내부코일은 용기 내 하부지지구조에 적절히 고정되어야 한다. 

(5) 돌출 미닫이 선반을 가진 전기설비제어장치, 컴퓨터 장비, 혹은 그 밖의 장비들은 각 부분을 제자리에 고정시키 위한 걸쇠장치가 있어야 한다.

(6) 전기 캐비넷은 관련 산업규격에 따라 충분한 강도를 가지도록 설계되어야 한다.

(7) 450N 을 초과하는 장비의 정착부는 제조사가 인증하지 않은 경우 개별적으로 안전성을 검토하여야 한다.

(8) 면진구조물에서 면진층을 통과하는 도관, 케이블 트레이 혹은 이와 유사한 배선 장치들은 18.2.3(상대변위)에 의한 상대변위 요구량을 수용할 수 있도록 설계되어야 한다.

 

2. 건축전기설비의 중요도 계수 및 적용 범위

1) 중요도계수

전기 비구조요소의 중요도계수는 KDS 41 17 00 (18.1.2 중요도 계수)에 따라야 하며, 다음과 같다.

(1) 비구조요소의 중요도계수 Ip는 1.0으로 한다. 단, 다음에 해당할 경우 Ip를 1.5로 한다.

• 소화배관과 스프링클러 시스템, 소화수조 등 인명안전을 위해 지진 후에도 반드시 기능하여야 하는 비고조 요소, 또한 피난경로상의 계단, 캐노피, 비상유도등, 칸막이벽 등 손상 시 피난 경로확보에 지장을 주는 비구조요소와 대형 창고형 매장 등에 설치되어 일반 대충에게 개방된 적재장치
• 규정된 저장용량 이상의 독성, 맹독성, 폭발위험 물질을 저장하거나 지지하는 비구조요소
• <표1>의 내진특등급에 해당하는 구조물에서 시설물의 지속적인 기능수행을 위해 필요하거나 손상 시 시설물의 지속적인 가동에 지장을 줄 수 있는 비구조요소

2) 적용 범위

전기 비구조요소의 적용범위는 KDS 41 17 00 (18.1.1 적용범위)에 따라야 하며, 다음과 같다.

(1) 다음의 비구조요소는 18장의 규정에 따라 내진설계가 수행되어야 한다.

• 중요도계수 Ip 가 1.5인 비구조요소
• 파라펫, 건물외부의 치장 벽동 및 외부 치장 마감 석재

(2) 상기 (1)에 속하지 않으면서, 다음에 해당하는 전기비구조요소는 18장의 규정에 따른 설계가 요구되지 않는다.

• 중요도계수 Ip가 1.0이면서 바닥으로 부터 설치 높이 1.2m 이하, 중량 1,800N 이하이고 덕트나 파이프와의 연결부가 유연한 재료로 구성되어 있는 경우
• 중량 100N 이하, 단위 길이당 중량이 70 N/m 이하인 경우

(3) 상기 (1)과 (2)에 속하지 않는 비구조요소의 내진설계 여부는 건축주와의 협의에 따른다.

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3. 건축전기설비의 정착부 설계기준

(1) KDS 41 17 00

전기 비구조요소의 정착부는 KDS 41 17 00 (18.5 비구조요소의 정착부) 에 따라야 하며, 다음과 같다.

• 비구조요소 정착부에 작용하는 하중은 18.2항에 의해 산정된 지진하중과 상대변위로 부터 구한다. 단 Rp는 6을 초과하지 않아야 한다.
• 콘크리트에 묻히는 정착부 내력은 KDS 14 20 54 (콘크리트용 앵커 설계기준)에 따르며, KDS 14 20 54에서 규정하지 않은 사항은 공인된 설계기준에 따를 수 있다.
• 조적조에 묻히는 정착부의 내력은 공인된 설계기준에 따라 구한다.
• 콘크리트에 설치되는 후설치 앵커의 뽑힘 인장강도, 부착강도, 전단강도는 KDS 14 20 54의 규정에 따라 모의지진실험에 근거하여 평가되어야 하며, 공인기관의 인증서에 의해 공개된 것이어야 한다. 
• 정착부의 내력은 편심과 프라잉효과의 영향을 고려하여 정한다.
• 앵커 그룹의 경우 그룹 내 개별 앵커 간의 하중분배를 고려하여야 한다. 앵커그룹의 설계는 KDS 14 20 54에 따르며, KDS 14 20 54에서 규정하지 않은 사항은 공인된 설계기준에 따를 수 있다.
• 동력 고정앵커 : 내진설계범주 D의 구조물에서 콘크리트 혹은 강재의 정착부를 동력을 이용하여 고정하는 앵커는 지진하중에 대해 인증되지 않는 한 계속적으로 인장을 받는 부위나 가새부재에 사용할 수 없다. 단, 다음의 경우는 예외로 한다.

1.  콘크리트에 묻히는 정착부에 동력을 이용하여 고정하는 앵커는 각 앵커당 사용하중이 400N을 초과하지 안흔 ㄴ경우 흡음타일 혹은 비부착식 매달린 천장과 배관시스템에 적용할 수 있다.
2. 강재의 정착부를 동력을 이용하여 고정하는 앵커는 각 앵커당 사용하중이 1100N을 초과하지 안흔 경우 적용할 수 있다.

• 마찰클립 : 내진설계범주 D의 구조물에서 마찰클립은 지진하중을 지지하기 위해 사용될 수 있으나 추가로 연직하준ㅇ 지지를 위해 사용할 수 없다.

(2) 소방시설의 내진설계 기준

 

① 자가발전설비의 경우 (제17조)

• 자가발전설비의 지진하중은 제3조의2제2항에 따라 계산하고, 앵커볼트는 제3조의2제3항에 따라 설치하여야 한다.
• 비상전원은 지진 발생 시 전도되지 않도록 설치하여야 한다.

② 제어반 등의 경우 (제14조)

• 제어반 등의 지진하중은 제3조의2제2항에 따라 계산하고, 앵커볼트는 제3조의2제3항에 따라 설치하여야 한다. 단, 제어반 등의 하중이 450N 이하이고, 내력벽 또는 기둥에 설치하는 경우 직경 8mm 이상의 고정용 볼트 4개 이상으로 고정할 수 있다.
• 건축물의 구조부재인 내력벽,바닥 또는 기둥 등에 고정하여야 하며, 바닥에 설치하는 경우 지진하중에 의해 전도가 발생하지 않도록 설치하여야 한다
• 제어반 등은 지진 발생 시 기능이 유지되어야 한다.

※ 건축물의 중요도 분류

건축물의 중요도는 용도 및 규모에 따라 다음과 같이 중요도(특), 중요도(1) 및 중요도(3)으로 분류한다.

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