기술사가 분석하는, 서울역 센트럴자이 필로티기둥 및 벽체 파손 원인!
<서울역 센트럴자이 균열 사건>
1. 기둥 및 벽체 균열 사건의 개요
서울역 센트럴자이 아파트 발코니 하부 필로티 벽에 금이 갔다는 신고가 접수되어 서울시와 GS건설이 급히 현장점검에 나섰습니다.
합동으로 점검한 결과, 구조 안전 관련 하중을 받는 기둥이 아닌 장식 기둥 상부가 깨져있어 구조물 안전에는 문제가 없다는 1차적인 결론을 내렸습니다. 그러나 안전에 대해 보수적으로 접근해야 한다는 판단으로 긴급하게 추가 안전장치를 마련하고 정밀안전진단도 진행할 예정이며, 현장에서 구청과 시공사 관계자들이 모여 계속 회의를 진행 중입니다.
2. 균열의 원인 분석
우선적으로 진짜 원인은 정밀안전진단을 통해 추가적인 조사가 필요합니다.
오늘의 포스팅은 현재까지 수집된 자료를 통한 분석으로, 더 많은 조사와 전문가의 의견이 필요하므로 참고로만 봐 주시길 바랍니다.
1) 외부 기둥의 파손
기둥의 균열과 파괴 양상을 참고하면, 주근이 좌굴되고 기둥의 중심부의 균열 방향이 서로 교차되며 X자의 형태로 발생되며 파단된 것으로 보아, 축력에 의해 파괴(압축파괴)로 보입니다.
그러나 현장조사 결과, 큰 문제가 없다는 결론이 내려졌습니다. 이유는 해당 기둥이 설계 시 하중을 분담하지 않는 비내력 구조체로 의도하여 설계하였기 때문입니다. 따라서 해당 기둥이 파괴되어도 전체 구조물의 안전성에는 큰 문제가 없다는 판단이 내려졌습니다.
그럼에도 균열이 발생한 원인을 추정해 보면, 비내력 구조로써 상부 구조체의 하중이 전달되지 않도록 설계 되었는데 모종의 원인 (상부 구조체의 변위나 해빙기 온도차에 의한 콘크리트 팽창 등 여러 원인이 있을 수 있음)으로 인해 하중이 전달이 되었고,
당연히 설계시에도 하중을 받지 않는 부재였기 때문에, 해당 기둥에는 철근도 최소량만 배치하였을 것이며 콘크리트 강도 기준도 낮았을 것입니다. 이런 상태에서 하중이 강도에 비해 과하게 전달되며 압축 파괴가 된 것으로 보입니다.
2) 내부 벽체의 균열
그렇다면 내부 벽체의 균열 원인은 무엇일까요
추측하건데, 균열이 발생한 벽체는 상부 구조의 하중을 고려하여, 준공 이후 일정량 만큼 압축 변형되는 걸로 설계가 됐다 가정하면 원인 추정이 가능합니다.
앞에서 압축파괴된 비내력기둥이 원래 의도와 다르게 상부 구조의 하중을 대신 부담하였고, 이로 인해 설계 당시에서 가정했던 압축변형량보다 더 적은 양의 변형이 있었을 것입니다.
이를 부등축소라고 칭하며, 자세한 원리는 아래 그림과 같습니다.
그런데 이번 사건으로 인해 비내력 기둥이 파손되어 버리며 그동안 부담하던 상부구조의 하중을 분담하지 않게 되었고, 그로 인해 벽체가 부담하는 하중이 급격하게 증가하며 압축 변형돼서 균열이 간 것 같습니다.
3. 기둥 및 벽체 균열 사건의 교훈
해당 시공사의 해명에 따르면 해당 파손이 발생한 기둥은 비내력 구조체로, 붕괴에까지 영향을 미치지는 않을 것이라고 주장합니다. 아주 틀린 이야기는 아니라고 생각합니다.
그러나, 비내력 구조체로 설계된 구조물이 축하중을 받았다는것 자체가 어디선가 모델링대로 건축되지 않은 것은 인정해야 할 것입니다.
기둥과 벽체에는 사진에서 보다시피 분명하게 소성변형이 발생하였고, 이러한 균열이 발생한 부위를 제거 해도 문제가 없는지, 현재 작용하는 상부 구조체의 하중은 파손된 부재를 제거 하고도 강도를 넘지 않는지 정밀안전진단때 상세하게 조사하여야 할 것입니다.
-written by 강프로-
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