교육부고시 제2020-223호(2020. 4. 1. 일부개정·시행) ｜ 근거: 「지진·화산재해대책법」 제14조 ｜ 소관: 교육부 ｜ 전문 8개 장 + [별표 1~3] 체크리스트, 123쪽 ｜ 「학교시설 내진성능평가 및 보강 매뉴얼」은 이 기준의 일부로 취급(1.11)
책임구조기술자 = 건축구조기술사 — 내진설계·내진보강설계를 책임지고 수행하는 유일한 주체(1.7.1). 엔지니어링사업자 또는 기술사사무소를 등록한 기술사여야 하며, 구조설계도서·시공상세도서·구조감리보고서·안전진단보고서는 책임구조기술자의 서명·날인이 있어야 유효하다(1.7.3). 건축주·시공자·감리자는 서명·날인된 도서로만 인·허가와 시공·감리를 하여야 한다.
1목적·적용범위 (1.1·1.2)
목적 — 초·중등 및 특수학교 학교시설의 내진설계, 기존 시설의 내진성능평가와 보강에 관련된 기준·절차를 규정
대상 — 「학교시설사업 촉진법」에 따른 초·중등 및 특수학교의 학교시설
구조종별 — 콘크리트구조와 강구조가 대상, 그 외는 건축구조기준에 따름
보충 적용 — 이 기준에 정하지 않은 사항은 국토교통부장관 고시 건축구조기준. 다른 기준과 상이하면 이 기준이 우선(1.11)
예외 — 특수한 구조로 특별한 조사·연구에 의해 설계하는 경우 따르지 않을 수 있으나 그 근거를 명시하고 필요시 전문가 확인
2내진등급 판정 (2.2)
원칙 — 학교시설은 내진1등급(중요도계수 1.2)
특등급 ① — 지진·태풍 또는 비상시 긴급대피수용시설로 지정한 학교시설
특등급 ② — 연면적 합계 10,000㎡ 이상 학교시설에 포함된 강당·체육관 또는 유사 용도 건축물
특등급 ③ — 특수학교(대피능력이 낮아 상향)
복합용도 — 둘 이상 용도가 섞이면 중요도계수가 가장 높은 등급으로 분류
분리 건물 — 구조적으로 분리된 부분은 독자 분류 가능. 단 접근로·탈출로 제공 또는 인명안전요소 공유 시 양쪽 모두 높은 등급
3내진설계 10단계 절차와 중요도계수 (1.4.2·2.2)
지진위험도·내진등급·성능목표 결정›내진구조계획›지진력 저항시스템·설계계수 결정›지진하중 산정›구조해석›해석결과 분석›시스템·부재 강도설계›연결부·철근상세 설계›(필요시) 비선형해석 결과 검증›비구조요소 설계
간주 규정 — 이 기준과 건축구조기준을 만족하여 설계하면 성능목표를 달성한 것으로 판단(현행 설계기준의 안전율 1.5 = 설계지진 150% 붕괴방지 수준)
5적용 기준·시방서 (1.11)
건축구조기준KDS 41 00 00 — 하위 기준을 포괄
건축물 내진설계기준KDS 41 17 00 — 지진하중·지진력 저항시스템·비구조요소의 근거
콘크리트구조 설계기준KDS 41 30 00 ｜ 강구조 설계기준KDS 41 31 00
건축공사 표준시방서KCS 41 00 00 ｜ 내진설계 일반KDS 17 10 00
기타 — 냉간성형강구조설계기준(대한건축학회), 구조물기초설계기준(한국지반공학회), 기존 시설물(기초 및 지반) 내진성능 평가요령, 내진설계기준 공통적용사항(행정안전부)
매뉴얼 — 「학교시설 내진성능평가 및 보강 매뉴얼」은 이 기준의 일부. 모든 기준·시방서·매뉴얼은 최신 개정판 적용이 원칙
6핵심 수치 재확인
기본 등급 내진1등급중요도계수 특 1.5 · 1등급 1.2특등급 면적10,000㎡ 이상특등급 목표2400·1000년1등급 목표1400·2400년설계 절차10단계안전율(간주)1.5시행일2020. 4. 1.경과조치2021. 3. 31.까지 계약분재검토기한 매 3년(3월 31일)
경과조치(부칙 제2조): 시행 후 내진설계 또는 내진보강 사업을 승인신청하는 경우부터 적용하되, 2021. 3. 31.까지 공사계약을 완료한 경우에 한하여 이전 기준으로 수행한 행위를 인정할 수 있음 ｜ 출처: 국가법령정보센터(www.law.go.kr) 교육부고시 제2020-223호 전문
시공자는 시공상세도서를 작성해 책임구조기술자의 내진구조성능 확인을 받아야 하고, 감리자는 구조전문기술자가 감리원으로 배치되지 않은 경우 관계전문기술자의 협력을 받아 내진구조성능 확보 여부를 확인하여야 한다(1.6.3). 학교시설의 소유자·관리자는 「건축법」 제35조에 따라 유지·관리 중 '안전한 구조' 여부를 이 기준으로 확인할 책임이 있다(1.6.4). 발주자는 안전상 필요하다고 인정하면 제3자 검토를 요청할 수 있다(1.8.1).
1비구조요소 적용범위·제외 (6.2)
원칙 — <표 6-1>에 규정된 비구조요소는 제6장에 따라 내진설계 수행
제외 ① — 중요도계수 Ip 1.0이면서 바닥으로부터 설치높이 1.2m 이하, 중량 1,800N 이하이고 덕트·파이프 연결부가 유연한 재료인 기계·전기설비
제외 ② — 중량 100N 이하, 단위길이당 중량 70N/m 이하
위험물 정의 — 소방법·유해화학물질관리법·산업안전보건법·위험물안전관리법에 규정된 저장용량 이상의 물질
2중요도계수·설계절차 (6.3·6.4)
Ip = 1.5 적용 — 소화배관·스프링클러 등 지진 후에도 기능해야 하는 요소, 피난경로상 계단·캐노피·비상유도등·중량칸막이벽, 규정량 이상 독성·폭발위험물질 지지 요소, 내진특등급 구조물의 기능유지 필수 요소
요구성능 — Ip 1.0: 재현주기 1000년 지진에 인명안전 ／ Ip 1.5: 재현주기 2400년인명안전 + 1000년기능수행
설계 3방식 — ⓐ 책임구조기술자가 직접 설계 ⓑ 제조자가 정밀해석·실험으로 성능 입증한 문서를 책임구조기술자가 승인 ⓒ 공인 설계기준에 따라 설계 후 책임구조기술자가 승인
정착부 — 구조체와 분리 수행 가능하나 정착부 설계는 반드시 내진설계 책임구조기술자가 직접 확인
<표 6-1>은 원문 표를 항목별 등급 표시가 동일한 것끼리 묶어 압축한 것으로, 개별 항목의 O 표시는 원문과 동일함 ｜ 건축물 내진설계기준에서 내진설계가 의무인 비구조요소는 Ip=1.5인 요소와 파라펫·외부 치장벽돌·외부치장마감석재이며 나머지는 건축주와 협의 ｜ 출처: 교육부고시 제2020-223호 전문
⑦~⑨ — 부재별 성능평가결과와 파괴유형분류표(압축·인장·전단·휨전단·휨·미끄러짐), 기초 검토 결과, 비구조요소 평가
⑩ 최종 판정 — 목표 만족 여부, 시스템 파괴모드와 취약부재. 미달 시 목표성능 대비 보유내진성능의 비율
⑪ 보강 방향(필요시) — 제3자 검토 대상이면 평가결과에 대해 검토 실시(7.1.4)
6핵심 수치 재확인
평가 절차10단계위험도계수 500년 1.0 기준1000년1.4 · 2400년2.0건물강도비 층강도비 최소값비선형 활하중25%(창고 50%)강도저감계수1.0다축가진100:30유효변위 강도저하 20% 이내고차모드130% 이상 차이질량참여율90% 이상지진파7쌍 이상보고서11개 항목
비선형평가의 보유내진성능수준은 최대강도 도달 시 지붕층 변위의 2/3를 인명보호 변형능력으로 가정하고 인명안전 평가의 최대변위와 비교하여 산정할 수 있음(7.1.3 해설) ｜ [별표 3] 기존 학교시설 내진성능평가 및 보강 체크리스트가 A~J 항목으로 위 내용을 서식화함 ｜ 출처: 교육부고시 제2020-223호 전문
내진보강공사는 책임구조기술자의 감독 하에 시공되어야 하며(8.2.7), 시공자는 시공계획서를 작성해 책임구조기술자 또는 관계전문기술자의 확인을 받아야 한다. 학교시설 책임자(소유자·관리자)는 정기 안전점검으로 목표성능을 유지하고, 조적채움벽을 포함한 내진구조부재·보강부위를 변경하려면 반드시 내진보강설계자와 사전 협의하여야 한다. 발주자는 상위 성능목표를 설정할 수 있고(8.2.2) 일반공법 보강 시 제3자 검토 여부를 판단하며(8.2.6), 관련 도서는 공무원·건축주가 사용기간 동안 보관한다.
1보강설계 원칙과 절차 (1.5·8.2)
원칙 — 검증된 공법만 사용하고, 경제성·시공성·미관보다 구조성능의 신뢰성과 내구성을 최우선. 기존 구조와 보강요소의 일체성·변형적합성 확보
절차 7단계 — 내진성능평가(제7장) → 성능목표 결정 → 보강방법 결정 → 구조해석·부재설계 → 성능확인 → 제3자 검토·도서 보관 → 시공·유지관리
반응수정계수 R — 시공년도·시공상태를 고려해 책임구조기술자가 결정. 서로 다른 시스템이 같은 방향으로 저항하면 각 시스템 R의 최소값
팽창줄눈(E.J) — 기존 E.J 간격은 대개 허용층간변형각 미달. 층높이가 다른 인접건물은 충돌 피해가 없도록 보강
검증 — 성능설계·감쇠·면진 등 특수공법 적용 시 검증위원회 제3자 검토 의무
2보강방법 분류 (8.4)
시스템 ①RC 벽체 — 채움벽 신설, 전단벽 증설·신설, 기둥날개벽. 지진력이 집중되므로 벽 수를 늘려 분산하거나 기초를 면밀히 검토
시스템 ②철골가새(외부 부착·내부 끼움) — 접합부에 큰 응력, 끼움가새는 기존 골조 안전성 검토 필수
시스템 ③모멘트골조·부축벽 — 외부 골조·철골 끼움골조, 외벽 직각 부축벽(buttress). 신·구 골조의 일체화 거동과 기초 보강 확인
1모재 조건과 강도 — 허용기준보다 큰 균열·결함·중성화가 있으면 책임기술자 책임 아래 보수한 후 적용. 콘크리트 압축강도는 15MPa 이상이어야 하며, 미만이면 책임구조기술자가 보강 가능 여부를 판단하고 안전율 1.3을 고려해 설계(건축구조기준 18MPa를 노후도를 감안해 하향)
2안전율 확보 — 시공품질·시공오차·미끄러짐의 불확실성을 고려해 연결부 개수 또는 근입길이를 증가시키고, 기존 배근과 간섭되지 않게 설계
3후설치 앵커 — 인장은 강재·콘크리트파괴·뽑힘·측면파열·부착강도를, 전단은 강재·콘크리트파괴·프라이아웃강도를 검토해 최소값 적용
4철근 이음 — 노출된 기존 철근의 이음길이가 부족하면 직경·항복강도가 같거나 큰 철근에 용접(응력이 큰 경우 금지). 겹침용접 길이 철근 직경의 15배 이상, 최소 2개소
5합성수지 — 표면처리 후 적용, 화재 시 붕괴되지 않는 범위에서만 사용. 후설치앵커와 병용하면 합성수지의 부착강도는 무시
<해표 8-1> 경과년수·재료상태에 따른 콘크리트압축강도 감소계수
구분
감소계수
구분
감소계수
경과년수
30년 이상
0.8
20년 이상
0.9
경과년수
10년 이상~20년 미만
1.0
10년 미만
1.0
재료상태
양호 / 보통
1.0 / 0.9
불량
0.8
4기초·비구조요소 보강 (8.6·8.7)
기초 일반 — 지지력은 지질조사자료를 근거로 건축구조기준에 따르고, 하중조합도 건축구조기준을 적용
상태 확인 곤란 시 — 기존 기초를 무시하고 보강. 다만 부등침하 등 구조적 변형이 없고 수직하중 조합응력이 지진 포함 조합응력보다 크면 책임기술자 판단으로 보강하지 않을 수 있음
말뚝기초 — 기존 말뚝의 내력이 저하되지 않도록 보강말뚝 배치, 기초판은 휨·전단강도 확보. 협소한 공간에서는 소구경말뚝이 일반적
지내력기초 — 말뚝 보강(병용기초 가능) 또는 지내력 확대기초. 확대 시 기존 기초의 요구지지력을 변형과 힘의 분배를 고려해 검토
비구조요소 — 평가·보강설계에서 구조요소로 사용된 비구조요소는 요구성능 만족을 위한 보강 필수. 조적벽체 면외전도방지와 긴급대피경로 관련 요소를 제외하면 해당 요소의 수선·변경 시 보강 수행 가능
5성능 확인과 특수공법 검증 (8.8·8.9)
보강 후 성능평가 — 보강구조물 전체에 대해 제7장에 따른 내진성능평가로 목표성능 만족 여부 확인. 감쇠장치 적용 시 시간이력해석법
하중경로 변화 — 부재 신설·보강으로 기존 부재의 부재력이 바뀌므로 보강 후 기존 부재의 안전성과 접합부·하부 수직부재·기초를 확인
성능검증보고서(공인기관) 12항목 — 입증보고서·실험기관·재료·제품구성·실험방법의 적절성, 목표성능 달성 평가, 학교시설에 대한 적용성 검토, 품질보증·매뉴얼 적절성. 공인된 기관이란 정기적으로 성능실험과 서비스를 수행하는 전문 학술단체 또는 국가인정시험 검사기관을 말하며, 그 결과물은 제3자 검토에 활용된다
6핵심 수치 재확인
모재 강도15MPa 이상미달 시 안전율1.3겹침용접15배·2개소앵커 파괴유형 최소값감소계수 30년·불량 0.8입증11 · 검증12항목검증위원회2인 이상
한 줄 결론
학교시설은 원칙적으로 내진1등급, 긴급대피수용시설·10,000㎡ 이상 강당·체육관·특수학교는 내진특등급으로 설계하고, 설계·시공상세도·시공 중·유지관리 4단계 모두에서 건축구조기술사인 책임구조기술자의 확인을 받아야 한다. 기존 시설은 건물강도비 = 보유내진성능지수로 보강 필요성을 판단하며, 보강 시 모재 15MPa와 계면접합부 안전율이 품질을 좌우하고, 비선형해석·특수공법에는 2인 이상 검증위원회의 제3자 검토가 의무다.
<해표 8-1>은 「기존 건축물 내진성능평가 및 향상요령」(한국시설안전공단, 2013)에서 인용된 해설 참고표로 본문 규정은 아님 ｜ 특수공법의 범위와 성능입증 절차는 「학교시설 내진성능평가 및 보강 매뉴얼」 18.2·18.3 ｜ 출처: 국가법령정보센터(www.law.go.kr) 교육부고시 제2020-223호 전문