건축구조 풍하중 기준개정(2021)의 기대효과 요약

풍하중 기준 (KDS 41 10 15 : 2021 건축구조기준 설계하중) 이 3년만에 업데이트 되었다.

국가기준을 3년만에 바꿔버리는 걸 자랑이라고 요란을 떠는 모양새가 영 마음에 들지 않았다.

이런 식이라면 이제 2025년 쯤에 또 개정할 수도 있겠다 싶으니 씁쓸했다.

 

그래도 그 개정된 풍하중기준의 개정 명분이 궁금해져서 개정당시의 기대효과를 정리해 보았다.

 

2107-FOCUS.pdf

1.45MB

 

(1) 국내 기상청의 기상자료를 토대로 확률 통계 및 신뢰성 방법을 사용하여 강도설계용 재현기간에 해당하는 재현기간 500년을 결정하고, 풍하중 산정법을 강도설계용으로 전환함으로써 풍하중의 합리화 및 글로벌화를 꾀하였다.

(2) 와류진동, 공기력불안정진동으로 인한 공진효과를 고려하도록 함으로써 주차타워, 굴뚝, 관광타워 등과 같이 경량, 저감쇠비, 세장, 유연한 건축구조물에 대한 구조안전성을 확보하도록 하였다.

(3) 형상비 3.0~3.5인 비정형 평면 건축구조물인 경우, 풍동실험 대신 비정형성 보정 풍하중할증계수를 적용하여 풍하중을 산정할 수 있도록 함으로써 풍동실험의 실시 조건을 최소화시키도록 하였다.

(4) 인접효과가 발생하는 대상 건축구조물의 범위를 정량화하여 엔지니어의 자의적 판단을 최소화하도록 하였다.

(5) 풍향계수를 사용함으로써 설계풍속을 산정할 때 지형변화가 없는 경우에는 풍하중이 감소하도록 하였다.

(6) 지표면상태가 혼재된 경우에 대한 지표면조도구분의 판별 방법을 명확하게 제시하여 엔지니어의 자의적 판단을 최소화하도록 하였다.

(7) 공진성분에 영향을 미치는 진동모드의 형상을 실제의 건축구조물에 가까운 비선형모드형상을 사용하여 현행의 선형모드를 보정하도록 함으로써 고층건축구조물의 풍방향 풍하중은 현행기준에 비해 감소하고, 풍직각방향 풍하중은 증가하도록 하였다.

(8) 강풍 시 피해가 빈번하게 발생하는 첨탑 건축구조물 및 필로티의 구조안전성 확보를 위해 풍하중 산정용 외압계수를 제시하였다.

(9) 강풍이 불 때 건축구조물의 수평변위로 인하여 발생하는 주골조 및 외장재의 피해방지를 위해 수평변위 평가용 강풍 레벨 규정하여 파손에 대한 사용성을 확보하도록 하였다.

(10) 강풍이 장시간 지속될 때 변동풍력의 반복작용으로 발생하는 외장재 접합부, 태양열 집열판 접합부, 광고판 지지대 등의 피로파괴 및 풍진동이 조명탑, 철탑, 기계식주차장 등과 같이 세장하고 유연한 건축구조물에 누적되어 발생하는 누적피로파괴를 평가하기 위해 필요한 강풍의 지속시간을 제시하였다.

(11) 풍동실험에서 얻은 풍력시간이력을 건축구조물에 직접 작용시켜 구조부재에 작용하는 응력을 비선형해석모델을 이용하여 평가하면 풍하중의 동적확대가 반영되어 현행기준의 등가정적풍하중에 비해 경제적인 설계가 가능하다. 특히, 변형지배 부재에 제한적 비탄성거동을 허용하면 부재의 강성변화 및 하중의 재분배로 인해 부재의 저항능력이 증가하여 효율적인 설계가 가능해진다.