소방시설의 내진설계기준 - 지진분리장치

소화배관은 건축물과 일체로 거동함을 가정하고 지진 발생 시 타 부재와의 충돌을 방지하도록 한다. 그러므로 각 배관은 건축물에 단단히 고정되어야 하며, 상대변위, 층간 각도 변형 발생 지점 등 유연성이 요구되는 곳에서만 지진분리장치를 설치한다.

 

제8조(지진분리장치) 지진분리장치는 다음 각 호의 기준에 따라 설치하여야 한다.
1. 지진분리장치는 배관의 구경에 관계없이 지상층에 설치된 배관으로 건축물 지진분리이음과 소화배관이 교차하는 부분 및 건축물 간의 연결배관 중 지상 노출 배관이 건축물로 인입되는 위치에 설치하여야 한다.
2. 지진분리장치는 건축물 지진분리이음의 변위량을 흡수할 수 있도록 전후좌우 방향의 변위를 수용할 수 있도록 설치하여야 한다.
3. 지진분리장치의 전단과 후단의 1.8m 이내에는 4방향 흔들림 방지 버팀대를 설치하여야 한다.
4. 지진분리장치 자체에는 흔들림 방지 버팀대를 설치할 수 없다.

 

1. 지진분리장치의 개념

1.  지진분리장치의 종류 및 성능확인 : 지진분리장치의 종류를 별도로 규정하고 있지 않으며, 4방향 상대변위 발생에 모두 대응할 수 있어야 함
2.  이 기준에서 소화배관은 건축물과 일체로 거동함을 가정하고 지진 발생 시 타 부재와의 충돌을 방지하도록 함. 그러므로 각 배관은 건축물에 단단히 고정되어야 하며, 상대변위, 층간 각도 변형 발생 지점 등 유연성이 요구되는 곳에서만 지진분리장치를 설치
3.  구조물 내의 연결 형태, 타 구조물과의 연계 및 배관의 교차하는 부분 등은 구조물 거동이 매우 복잡한 양상을 나타내며, 그 변형을 예측하기 매우 어려움. 이러한 부분에 유연성을 확보하여 배관을 보호하기 위해 다음 같은 위치에는 지진분리장치를 설치
   1) 건축물 지진분리이음과 소화배관이 교차하는 부분
   2) 건축물 간 연결배관 중 지상 노출배관이 건축물로 인입되는 부분
4.  건축물의 지진 발생 시 거동에 의해 지진분리장치가 설치되는 경우, 장치의 신축 등 성능확인은 건축물의 동적구조해석 결과에 의한 변형량 이상으로 설계되어야 함
5.  지진분리장치의 기능이 확보되어야 지진 발생 시 건축물의 변위에 대응이 가능. 그러므로 지진분리장치 자체에 흔들림 방지 버팀대를 설치하거나 이와 인접한 위치에 장치의 거동을 방해할 수 있는 요소를 배치하여서는 안 됨
6.  지진분리장치는 2배 이상의 상대변위를 대응하도록 움직이는 장치로서, 지진분리장치가 작동하기 위해서 지진분리장치 양쪽 1.8m 이내에 4방향 흔들림 방지 버팀대로 고정하고, 각각의 4방향 흔들림 방지 버팀대는 건축물 지진분리이음의 마주 보는 건축물에 부착하여야 함. 또한 지진분리장치 작동을 위해 지진분리장치 자체에는 흔들림 방지 버팀대를 설치할 수 없음

 

2. 지진분리장치 설치상세

 

가. 옥외 인입부와 건축물의 상대 변위량 결정

 

1.  건축물 지진분리이음은 지진 발생 시 건축물의 지진분리 구간에 변위로부터 건축물을 보호하기 위한 이음부를 말한다. 소방시설 배관의 내진설계는 변위량을 충분히 고려하여 지진분리장치를 설치하여야 함
2.  지진에 의한 건축물 내 설비의 움직임에 유연성을 확보하기 위해 설치되는 지진분리장치의 경우, 장치의 신축 등의 변위 성능확인은 건축물의 동적구조해석 결과의 변형량 이상으로 설계되어야 함
3.  변위량은 건축설계도서에 제공된 건축물 내 지진분리이음 구간의 변위량을 기준으로 함
4.  지진분리장치의 변위 범위는 지진 발생 시 계산된 이동범위를 충분히 흡수할 수 있거나, 제품은 실제 이격거리의 두 배 이상을 유지
5.  지진분리장치 제품이 흡수할 수 있는 변위량은 제조업체에서 인증받은 변위 값을 확인 후 설치
6.  “건축물 내진설계기준”의 비구조요소에서는 설계지진력과 상대변위를 계산하여 제공하고 있음. 참고로 기준에서 상대변위는 배관시스템, 스프링클러설비 등의 내진설계 시 사용됨. 상대변위는 “건축물 구조기준”의 설계 층간변위는 층고의 1 % ~ 2 % 이내로 설계하도록 하고 있음
   가) 여기서 사용되는 구조물 변위는 탄성해석 결과에 변위 증폭계수를 적용하고 구조물의 중요도계수를 나눈 값. 최종적으로 구조설계가 이루어지기 전까지는 이 값들을 알 수 없음. 따라서 이때는 “건축물 내진설계기준”의 식 적용이 필요
   나) 이들 상한치는 구조물의 중요도에 따른 허용 층간변위에 근거한 값. 하지만 최종적인 상대변위 요구량은 식에 나타낸 바와 같이 건물의 중요도가 곱해진 값임에 유의하여야 함. 상대변위 산정 시 연결점의 위치는 비구조요소의 지지방식 및 거동특성을 고려하여 선택
7. 7) 지상층에서 송수구를 통하여 건물에 짧은 길이(1.2m 이하)로 연결된 배관은 벽 관통부 등을 고려하고 수직 방향전환부에 지진분리장치 대신 지진분리이음의 설치가 가능

 

나. 연결송수구의 인입구의 경우

 

1.  지하층의 옥외 송수구에서 건축물 내부로 인입되는 부분에는 지진분리장치를 설치하지 않아도 됨. 단, 성토나 연약한 지반에 건축물을 통과하여 대지의 경계 부분을 지나는 배관의 경우 평상시 우수 등으로 한쪽 지반 부분의 침하가 크게 발생하거나, 지진 시 연약 지반에서 건축물과 대지 부분의 움직임이 동일한 거동이 되지 않아 상대적으로 큰 변위가 우려되는 부분은 토목설계의 지반 안전성을 확인 후 고려 되지 않았을 경우는 배관의 보호를 위해 가요성이음장치를 설치하는 것으로 배관의 파손을 방지할 수 있음
2.  지상층의 소화배관이 연결된 건축물 간의 인입부는 지진 발생 시 배관 파손을 방지하기 위한 연결송수구와 구조체(Slab)가 단일체로 거동하면 지진분리장치가 필요 없고, 건축물이 2개로 분리되어 지진분리장치 등으로 상대변위를 고려할 필요가 있음(토목분야의 지반 거동 부분 확인)

 

다. 지진분리장치 설치 예시

 

 

지진분리장치 구간 상세

 

 

건축물 내부에 설치하는 지진분리장치 설치 예)

 

 

건축물 외부에 설치하는 지진분리장치 설치 예) 1

 

 

건축물 외부에 설치하는 지진분리장치 설치 예)2

 

 

 

3. 지진분리장치의 내진 제품인증(인정)

 

1.  지진에 대한 4방향 상대변위 발생을 모두 대응할 수 있는 설계 근거자료와 지진분 리장 침으로서 성능확인이 가능하도록 공인기관으로부터 받은 시험성적서등을 확인하여야 함
2.  “특수한 구조 등으로 조사ㆍ연구에 의한 설계”된 내진제품 등은 이 기준에 따라 사용확인받아 설치하여야 함