▲ 이항준 소방기술사(에듀파이어 기술학원장)

‘소방시설의 내진설계 기준’ 제3조의2 제1호의 내용은 ‘건축물 내진설계 기준(KDS 41 17 00 : 2019)’에 따라 ‘한계상태설계법(Limit state design)’을 적용해 설계지진력(등가정적하중)을 산정하는 걸 기본으로 한다는 의미다.

제2호와 제3호는 ‘소방시설의 내진설계 기준’에 따른 ‘허용응력설계법(Allowable Stress Design)’으로 지진하중을 산정할 수 있으며 ‘한계상태설계법’ 등으로 적용할 경우 0.7을 곱해 수평지진하중을 산정할 수 있다는 의미로 아래 그림(응력 - 변형율 선도)과 같이 볼 수 있다.

허용응력설계법은 예상하중이 작용할 때 발생하는 작용응력 계산법으로 항복응력에 안전계수를 고려한 허용응력 이내에서 설계하는 방법이다. 

‘소방시설의 내진설계 기준’ 별표1 단주기 응답 지수별 지진계수에 따라 지진구역 Ⅰ의 경우 지진계수가 0.41, 지진구역 Ⅱ의 경우 지진계수는 0.36으로 계산된다. 이는 스프링클러설비 배관 규격을 ‘규약배관방식’으로 적용하는 형태다. 가속도의 크기와 관계없이 전층에 모두 반영하므로 지진계수도 한계상태설계법에 비해 크게 적용한다. 

한계상태설계법은 하중저항계수(Load Resistance Factored Design)와 같은 용어로 하중과 저항에 관련된 불확실성을 확률통계로 적용해 한계상태에 도달하는 확률을 허용한도 이하로 설계하는 방법이다.

중요도, 증폭, 배관 접합, 지반상태 등 여러 요소를 고려해 반영하며 건축물 높이에 따라 지진계수가 달라질 수 있기에 지진에 의한 가속도가 큰 최상층은 지진계수를 가장 크게 넣어야 한다. 지진가속도가 가장 낮은 최저층은 반대로 지진계수를 작게 반영한다. 이는 스프링클러 설비 배관 구경을 ‘수리계산방식’으로 적용하는 것과 유사한 개념이다. 

‘소방시설의 내진설계 기준’ 제4호에 따를 경우는 지진계수가 0.5를 초과한다는 의미다. 하지만 ‘건축물 내진설계 기준’에 명시된 내용이나 국내의 경우 허용응력설계법과 한계상태설계법 지진계수가 0.5를 넘는 경우가 드물어 큰 문제는 없을 것으로 판단된다.

이항준 소방기술사(에듀파이어기술학원장)

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