▲ 이항준 소방기술사(에듀파이어기술학원장)

‘소방시설의 내진설계 기준’ 제3조의2(공통적용사항)에는 앵커볼트를 어떻게 설치해야 하는지 잘 설명돼 있다.

아래 그림에서 보이는 것과 같이 흔들림 방지 버팀대의 수평지진하중은 최종적으로 앵커볼트에 전달된다. 따라서 앵커볼트 설계는 흔들림 방지 버팀대의 핵심이라고 할 수 있으며 다음과 같은 요소를 확인해야 한다.

첫 번째, 콘트리트 강도다. 일반적인 후 설치 앵커볼트는 드릴 작업을 한 뒤 콘크리트에 매설되는 구조다. 일반적으로 사용하는 쐐기확장형 앵커볼트(wedge anchor bolt)의 경우 쐐기가 확장돼 콘크리트와 마찰을 일으키며 지지해주는 방식이다. 따라서 마찰력과 콘크리트 강도에 따라 앵커볼트으 지지하중이 달라질 수 있다.

통상적인 드릴 작업 시 콘크리트는 균열이 발생할 수 있다. 이를 간주해 적용하는 게 일반적 방법이다. 콘크리트의 지지력이 충분하지 못할 경우 그 성능은 매우 저하될 수밖에 없다. 근입(묻힘) 깊이, 콘크리트와 앵커볼트의 임계 모서리 거리(연단거리로도 표현한다), 앵커볼트 간 거리를 반드시 고려해야 하는 이유다.

두 번째, 앵커볼트 근입 깊이에 따른 지지하중이다. 콘크리트 근입 깊이에 따라 앵커볼트의 인발 하중은 달라진다. 전단력은 앵커볼트의 기계적 특성에 크게 영향을 받는다. 

흔들림방지 버팀대의 경우 인발력과 전단력이 동시에 작동되기 때문에 두 가지 하중을 모두 고려하는 복합응력을 확인해야 한다.

세 번째, 지진저감계수(0.43)다. 이는 일종의 안전율로 생각할 수 있다. 내진용으로 사용하는 앵커볼트는 안전율을 높게 줘 0.43을 곱해 적용해야 한다. 

네 번째, 건축물 부착장치의 형상에 따른 프라인(지렛대) 계수다. 건축물 부착장치 형상에 따른 A, B, C, D값과 임계 각도에 따른 수평지진하중 전달은 제조사에서 제조 형상에 따라 달라질 수 있다. 

동일한 성능의 앵커볼트를 사용하더라도 제조사가 다르면 지진하중이 달라질 수 있다. 이 때문에 건축물 부착장치의 형상에 따른 구조적 모멘트를 고려한 앵커볼트 하중으로 설계해야 한다. 

이항준 소방기술사(에듀파이어기술학원장)

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