서울시 SH공사는 우리나라 기존 공동주택 구조형식의 대부분을 차지하고 있는 '벽식조 공동주택'의 벽체(내력벽)를 대신할 수 있는 초소형 '인방보형 지진제어장치'를 개발했다.
SH공사에 따르면, '인방보형 지진제어장치'는 공동주택의 리모델링시 공간적 저해요소로 벽체를 대폭 줄려 가변성 극대화는 물론 필요할 때마다 수시로 고칠 수 있고 100년 이상 가는 장수명 아파트를 실현할 수 있는 원천기술을 확보했고 3일 밝혔다.
인방보는 창(문) 등 개구부의 상부에 있는 작은 보를 말한다.
특히 이 신공법은 지진발생시 건물 내부의 구조부재가 100% 저항하게 하는 기존 내진설계 기법과 달리, 지진을 제어하는 별도의 지진제어장치(이하, 제진장치)를 설치, 구조부재와 함께 지진하중을 효율적으로 분담하게 하는 기술이다.
구조부재는 기둥, 보, 벽체 등 건물의 뼈대가 되는 부재를 지칭하는 것이다.
이는 건물의 무게를 받쳐주고, 지진이나 태풍에도 건물을 안전하게 지지해 주는 부재. 벽식아파트의 경우, 벽체가 주요구조부재이며 제진장치 설치시 벽체가 대폭 감소 가변성이 확보된다.
이로써 내진설계 대비 구조부재를 획기적으로 줄일 수 있는 제진설계 기법을 새롭게 도입한 것으로, 기존 내진설계를 한단계 업그레이드한 선진기술이라 할 수 있다.
양재동 시프트, 천왕2, 신내3지구 아파트 및 세운4블럭 등 적용
개발 제진장치의 특성을 보면, 국내 공동주택에 적합한 초소형 인방보 타입으로 가변성 탁월하는게 SH공사측 설명이다.
제진장치는 가변성에 제약이 있었던 기존의 철판벽체형, 브레이스형이 아닌, 초소형 인방보 형태로 제작 공간 제약요소가 전혀 없어 가변성이 크게 개선시킬 수 있는 장점을 가지고 있다.
특히 성능면에 있어서도 크기는 작지만, 가장 효율이 좋고 안정적인 성능을 구현할 수 있는 마찰댐퍼 형태로 개발, 이에 제진장치이름을 SF댐퍼(Stable Friction Damper)로 했다.
또한 구조적 성능 검증에 대해, 개발 제진장치는 지진발생시 진동 및 충격을 마찰패드와 마찰 강판 사이의 마찰저항을 이용, 진동 및 충격을 효과적으로 흡수해 구조적 안정성을 확보토록 했다.
SH공사는 이 기술에 실험을 통해 객관적 성능을 확인했다고 밝혔다.
한편 SH공사는 한국 면진제진협회에 검증을 의뢰, 이 시스템에 대한 안전성을 확인했다.
SH공사 개발팀 관계자는 "이번 기술에 대한 기대효과를 연간 2만호 신축 기준으로 60억원 정도 원가절감을 가져다 줄 것"이라며 "습식공사기간 단축에 의한 골조공사기간도 10% 단축이 기대된다"고 밝혔다.
그는 또 "기존 내진설계 방식 대비, 지진하중이 30% 이상 감소와 내력벽체가 줄어드는 등 골조물량이 대폭 감소된다"고 말했다.
국내의 내진설계, 제진설계기법으로 패러다임 전환 계기
국내에도 2005년 이후 내진설계기준이 강화에 따라 제진설계의 필요성이 대두, 최근 리모델링공사에 일부 적용된 사례가 있어 대부분 벽체형과 브레이스형 등으로 가변성 확보의 문제가 있었다.
대우건설 설계 관계자는 "이번 SH공사의 기술력으로 가변성이 우수한 인방보 형태의 제진장치개발로 제진설계로의 설계기법 전환될 것으로 보이고 건축시장에 큰 변화가 올 것"이라고 전망했다.
SH공사는 이번 신기술 3건의 특허를 출원했고, 양재동 시프트, 천왕2, 신내3지구 아파트 및 세운4블럭 업무시설 4개 단지에 설계 적용에 들어갔다.
향후 인방보형 제진장치의 그 효과가 뛰어날 것으로 판단에 따라 기술세미나 등을 통해 타공사, 민간기업 등에 적극 기술보급 예정이다.
이번 연구는 지난해 부산대 오상훈 교수와 산학 공동연구로 진행됐고 고려대 김상대 교수, 시립대 김형준 교수 등 국내 지진 분야 권위자들의 자문을 받아 수행했다.
