야외에 설치된 네트워크 장비 구조는 태풍에도 견뎌야만 한다

2021년 08월 03일

평점 :

해석지식통 해석 사례

구조물에 대한 태풍 재해 안전성 검토는 왜 필요할까요?

 

이번 주제인 안테나 장비를 포함한 모든 옥외 및 야외에 설치하는 구조물은 “태풍”이라는 자연재해에 노출되어 있습니다. 일상생활에서 우리는 태풍이라는 자연재해에 대해서 빈번하게 느끼게 됩니다. 내륙지역일수록 높은 강도의 바람만 경험하는 경우가 많으나 해안 지역이나 섬 지역에서는 실제로 사람이나 구조물이 날아갈 정도의 높은 강도의 바람과 함께 큰 피해를 당하기도 하며, 태풍이 소멸하지 않는 경우 내륙지역에서도 유사한 큰 피해가 발생할 수 있습니다.

 

일반적으로 건물이나 특수 목적으로 설치되는 구조물들은 직접적인 파괴가 발생하는 지진의 1차 피해와 통신두절, 기능 제한 등의 2차 피해가 발생할 수 있으므로, 태풍에 대한 내재해성 검증에 대해서 필수로 요구하게 됩니다. 모든 자연재해 중 태풍 피해는 수백억 원에 이르는 가장 큰 피해 규모가 발생하며, 상대적으로 빈번하게 발생합니다.


태풍 재해 외에도 건물이 밀집된 도심에서 발생하는 빌딩풍이나 주변 구조물에 의한 급격한 난류 변화 등이 발생할 수 있으므로, 구조물이 파괴되거나 전도되지 않도록 구조적 안전성 검토가 필수로 필요합니다.

 


건물 외부에 설치되는 옥외 설비의 경우 바람에 직접적으로 노출되고 있습니다.

 

"루사" / "매미" / "올가" / "볼라벤" ...

 

태풍은 예측이 불가능하므로, 과연 설치한 구조물이 안전할 것인지 확인이 필요합니다. 

 

 

 

 

 


구조물이 전도되거나 파괴되는 1차 피해부터 재해 상황에서 통신 두절 등의 2차 피해까지 다양한 피해 상황이 발생할 수 있습니다. 

 

인명 피해와 관련된 사항이므로 설치 시 안전성에 대한 검증을 필수로 요구하고 있으며, 반드시 위험성을 인지하고 확인해야 합니다. 

 

 

 

 

 


 

태풍 재해는 어떻게 수치상으로 정의하고 평가할 수 있을까요?

 

풍하중은 일반적으로 단위 면적당 가해지는 힘, 즉 압력으로 정의합니다. 하지만 과연 언제 발생한 혹은 측정한 데이터가 그 지역을 대표할 수 있는지, 다음에도 비슷하게 발생할 것인지 알 수가 없습니다. 그러므로 보수적인 평가를 위해 수십 년간의 기상청 데이터를 기반으로 제시된 지역별 최대 기본풍속을 이용하여 구조안전성 검토를 수행합니다.

일반적으로 건축/토목 설계기준에서 나라별 환경조건에 맞는 태풍 재해의 기본풍속 조건이 제시되어 있으며, 위에서 언급한 건물의 구조 형태, 설치지역, 난류 변화 등을 계수로 고려하여 구조물에 적용되는 최종 풍하중을 산정하게 됩니다. 국내에서는 KDS(Korea Design Standard)로 정립이 되어 있으며, 이를 기반으로 통신설비에서는 국립전파원에서 고시한 “접지설비 ·구내통신 설비 ·선로설비 및 통신 공동구 등에 대한 기술기준"으로 풍하중을 결정합니다.

그렇다면, 태풍 내재해성 검토에 대해 어떻게 해석검증을 할 수 있는지 함께 알아보도록 하겠습니다. 예제모델은 건물 옥외에 설치하는 안테나 통신장비로 상위법령에 따라 국립전파연구원에서 고시된 국내 통신설비 풍하중 기준 요건을 모사해서 과연 해당 구조물이 내진 안정성을 가지는가에 대해 검토한 자료입니다.

 

해석 목적 

 

- 국내 국립전파연구원 “접지설비 ·구내통신 설비 ·선로설비 및 통신 공동구 등에 대한 기술기준”제 9조에 준하여
  국내 태풍 재해환경에 맞는 안테나의 구조 안전성 검토를 수행

- 국내 건축구조 기준인 “KDS 41 30 : 2019”에 준하여 구조물의 부재 안전성과 주요 연결 볼트에 대해서 안전성 평가를 수행

 

 

 

주요 해석 결과 

 

- 고정하중 및 전면 풍/후면 풍(국내 10분 평균속도 45m/s 기준)에 대한 연결부 구조 안전성 검토 수행
- “KDS 41 30 10 : 2019”에 준하여 부재 안전성 검토 시 안전율 0.77로 구조적 위험성 확인
- 브라켓에 대하여 4t Rib 형상 보강 적용에 대한 검토 결과, 안전율 1.33으로 구조적 안전성 확인
- “KDS 41 30 25 : 2019”에 준하여 연결부 볼트의 인장/전단 안전성 검토 시 안전율 1.93 이상의 구조 안전성 확인

 

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