기계설비 내진설계 및 시공

내진설계의 정의

기계설비 내진설계는 지진 때 설비가 전도·이동·파손되지 않게 하는 설계와 시공이다.

설비기기와 배관, 덕트를 건축물 구조부재에 고정하고 지진하중을 산정한다.

이 개념은 건축기계설비기술사 시험에서 반복해서 출제된다.

주요 구성요소

구성요소는 기기 본체, 기초와 앵커볼트, 흔들림 방지 버팀대 등으로 나뉜다.

흔들림 방지 버팀대는 배관의 수평지진하중을 건축 구조부재로 전달한다.

지진분리이음은 건물 간 상대변위에 따른 배관 변형을 흡수한다.

앵커볼트는 기기를 구조체에 정착해 전도와 이동을 막는다.

표의 구성요소는 서로 독립적으로 작동하지 않는다.

수평지진하중

수평지진하중 Fpw는 허용응력설계법으로 산정하며, Fpw = Cp × Wp 로 구한다.

Cp는 소화배관의 지진계수이고, Wp는 가동중량이다.

가동중량은 수조, 가압송수장치, 제어반 등의 작동상태를 고려한 무게다.

배관의 가동중량은 용수가 충전된 배관 무게의 1.15배를 적용한다.

설계 절차

내진설계는 가동중량 산정에서 시작해 수평지진하중을 구한다.

다음으로 기기 정착부의 앵커볼트를 검토하고, 버팀대와 분리이음을 배치한다.

설계 때는 구조체의 정착 능력을 먼저 확인하고 그 위에 설비를 배치한다.

핵심 수치

소방시설 내진 기준은 조항별 수치를 정확히 알아야 점수가 난다.

버팀대 세장비는 300 이하로 하고, 횡방향 간격은 중심선 기준 12m 이하로 한다.

지진분리이음은 구경 65mm 이상 수직직선배관의 단부에서 0.6m 이내에 설치한다.

앵커볼트 최대허용하중은 제조사 설계하중에 0.43을 곱한다. 수치는 조건과 함께 적는다.

세장비 계산 예제

가상의 예로 가지배관 고정장치의 세장비를 검토한다.

세장비는 길이 L을 최소단면2차반경 r로 나눈 값이다. 1,200을 4.0으로 나누면 300이다.

환봉타입 고정장치의 세장비 기준은 400 이하이므로 이 값은 적합하다.

세장비가 커질수록 좌굴 위험이 높아지며, 단면 반경을 늘리면 세장비가 낮아진다.

정리

정리한다. 내진은 면진과 제진을 포함하는 포괄 개념이다.

수평지진하중은 Fpw = Cp × Wp 로 구하고, 배관 가동중량은 1.15배를 적용한다.

버팀대 세장비는 300 이하이고, 앵커볼트 최대허용하중은 0.43배다.

지진분리이음은 구경 65mm 이상 수직직선배관 단부 0.6m 이내에 설치한다.