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적설 하중 안전가이드(1)

출처: https://www.fema.gov/media-library/assets/documents/83501

https://www.fema.gov/media-library-data/7d8c55d1c4f815edf3d7e7d1c120383f/FEMA957_Snowload_508.pdf

 

이 내용은 미국 연방 비상관리기구에서 발행한 위험관리 시리즈로 적설 하중 안전에 대한 내요을 정리하여

드립니다. 참고하시기 바랍니다.

[적설 하중 안전가이드]

목차

1. 서론

1) 일반 목적

2) 목적 및 범위

3) 이 문서의 사용 대상자

4) 이 문서를 준비한 이유

5) 제한 사항

2. 적설 하중

1) 건축 법규 정의

2) 눈 유형

(1) 눈 무게의 범위

(2) 얼음

(3) 지역 및 위치 고려 사항

3) 다른 변수

(1) 불균형한 눈 하중

(2) 강설량

(3) 주위 온도

(4) 눈 하중

(5) 폭풍 사이에 눈 녹음

3. 건물 기본

1) 건물 특성 및 모양

(1) 사용 유형

(2) 지붕 기하학과 지붕 재료

(3) 바람에 노출

(4) 단열재

2) 지붕 조건

(1) 짧은 경간

(2) 긴 경간

(3) 2차 및 기타 구조물

3) 일반적인 지붕 프레임 재료

(1) 목재 구조

(2) 중량급 목재 구조

(3) 철강 구조

(4) 사전에 설계된 금속 구조시스템

(5) 냉간 성형된 강 트러스 구조

(6) 철근 콘크리트 구조

4) 지붕 면적의 변경 및 추가

(1) 옥상 장비

(2) 지붕 재설치

(3) 추가물 및 새로운 이웃 건물

5) 노화와 건축법 고려사항

4. 건물 구조 모니터링

1) 계절 전 검사 및 상태 평가

(1) 주요 건물 정보

(2) 검사 항목

(3) 수리, 시정 조치 및 완화

2) 눈이 내리는 동안 과부하 상태의 경고 신호

3) 전문 구조 기술자에게 연락해야 하는 경우

5. 적설 하중으로 발생하는 구조적 실패의 잠재력을 줄이기 위한 조치

1) 사전 예방 조치 및 계획

2) 눈 대응 전략

(1) 눈이 많이 내리는 동안 해야 할 일

(2) 눈이 많이 내린 후에 해야 할 일

(3) 다시 눈이 오기 이전에 해야 할 일

3) 지붕에서 눈 제거

(1) 제설 착수 시기

(2) 제설을 위한 안전 조치

(3) 제설 방법

 

1. 서론

1) 일반 목적

적설하중 안전 가이드 위험관리 시리즈의 목적은 건물에 눈이 미치는 위험을 건물 이해당사자에게 알리고,

눈이 내리기 전에 취할 예방 조치에 대한 정보를 제공하고, 눈이 내리기 전후에 취해야 하는 행동을 알려

니다.

2) 목적 및 범위

대부분의 건물은 눈에 의한 기능 상실과 같은 실패할 위험은 없습니다. 종종 지붕에서 눈을 제거하려고 하

는 것은 유익한 것보다 더 위험하며, 사람과 지붕 구조에 위험을 초래할 수 있습니다. 그러나 건물의 설계

조건을 초과하는 적설량은 일시적인 전력 손실이나 접근하기 어려운 도로 상황을 초래할 수 있습니다.

눈이 내리기 이전에 기본 예방 조치를 취하지 않으면, 건물은 구조적 결함과 붕괴 가능성에 취약할 수

있습니다.

건물 지붕 프레임 시스템에 대한 지식과 눈이 내리기 이전에 적절한 준비 작업은 구조물의 위험을 줄이는

데 유용합니다. 지붕의 적설 하중에 의한 구조적 결함은 다음을 포함하되, 이에 국한되지 않는 여러 가지

능한 원인과 관련될 수 있습니다.

실제 적설 하중은 설계 적설 하중을 크게 상회함

날려서 쌓이고 미끄러지는 눈 상태

부족한 기술

작동 및 유지관리 부족

부적절한 설계

부적절한 배수 설계

불충분한 설계; 오래된 건물의 경우, 건물이 설계되었을 때에는 효과적인 건축 법규가 현재 기준에 부적

절한 적설량 설계 기준과 불충분한 설계가 종종 관련되어 있습니다.

이 문서는 눈으로 인한 구조적 실패의 과학적 수사나 근본적인 문제에 대한 포괄적 논의를 제공하기 위한

것이 아닙니다. 목적은 다음과 같습니다.

민감한 적설 하중 상황 정보를 건물 관계자에게 제공

잠재적으로 취약한 지붕 프레임 시스템 식별

적설 하중이 야기하는 구조적 실패의 잠재적 위험을 줄이기 위해 조치를 취할 수 있도록, 잠재적 실패의

징후를 모니터링하는 일반적인 방법론을 개략적으로 설명

3) 이 문서의 사용 대상자

이 지침 문서의 대상은 이해관계자입니다.

건물 및 시설관리자

응급 관리자

다른 의사 결정자

4) 이 문서를 준비한 이유

미국의 북동부 지역은 2011년 겨울에 여러 번의 큰 눈보라로 인해 수많은 건물이 붕괴되었습니다. 홍수와

지진 발생에 대한 국가 안전 및 대응 지침과는 달리, 현재 과도한 적설 하중으로 지붕시스템에 대한 손상을

완화하는 방법을 설명하는 통일된 문서는 없습니다. 미국 전역의 주 정부 및 지역 관할 지역에서는 적설 안

전 가이드라인을 발표할 수 있지만, 눈으로 인한 사건이 발생하기 이전에까지 가이드라인이 발행되지 않을

수 있습니다.

5) 제한 사항

이 문서는 기존 건축법에 대한 설명이나 눈 하중을 계산하는 방법에 대한 지침 설명서가 아닙니다. 이것은

건물 구조 지붕시스템의 설계를 위한 기술적 참고 사항도 아닙니다. 건물의 안전성에 대한 우려와 구조 기

술에 대한 정보는 현지 건물 관리자나 설계 전문가에게 문의해야합니다.

2. 적설 하중

눈 내림은 반드시 하나의 큰 눈 폭풍이 아닙니다. 눈 내림은 건물에 추가적인 하중을 주는 일련의 폭풍일

수 있습니다. 두 번의 눈 내림은 동일하지 않으며, 한 번의 눈 내림으로 인근 건물에 발생하는 적설 하중은

다를 수 있습니다. 지면에 1feet의 눈이 지붕 위에 1feet 눈과 반드시 동일하지 않습니다. 또한 각기 다른

적설 하중 조건은 개별 건물과 관련된 변수의 함수입니다. 눈의 특성은 눈 내림마다 다를 수 있습니다.

이 장에서는 적설 하중, 눈의 유형, 지붕 눈 하중에 대한 요인의 변수 및 다양한 눈 상태가 내포하고 있는

위험에 대한 건축법의 정의가 포함되어 있습니다.

1) 건축법 정의

구조 기술자는 건축법을 사용하여 건물 구조에 대한 설계 적설 하중을 결정합니다. 현재 국제 건축법(IBC)

적설 하중을 위해 미국 전역에서 사용됩니다. 주 또는 지역 관할 구역은 IBC를 개정 또는 보완하거나

자체 규정을 채택할 수 있습니다. 건축법은 건물 설계자가 건물 지붕에 균일한 설계 적설 하중을 계산하기

위한 출발점으로 지상 적설 하중을 사용합니다.

지면 적설 하중은 지표면의 눈의 무게로 정의됩니다(IBC, 2012). 지면 눈 하중 값은 국립중앙기상청에서

집한 데이터를 사용하여 설정됩니다. IBCASCE 7의 지면 눈 하중 지도는 주어진 연도에 표시된 하중

동일하거나 초과될 확률이 2%임을 나타냅니다. 지면의 눈 하중은 실제 눈 하중을 초과할 수 있다는 것

무시하지 않으며, 다만 눈 하중으로 인한 실패의 위험이 허용 가능한 낮은 수준으로 감소될 뿐입니다.

지붕 적설 하중은 건물 구조 설계에 사용된 지붕 표면의 눈 무게로 정의됩니다(IBC, 2012). 이것은 다음을

포함하여 여러 요인에 따라 결정됩니다.

지면 눈 하중 값

건물의 중요성, 점유 및 사용

지붕의 바람 노출

지붕 경사

지붕 모양

지붕 장애물

건물의 단열 상태

국가 법규로 IBC를 받아들이기 전에, 다양한 건축법이 미국 전역에서 사용되었습니다.

BOCA(Building Officials Code Administrators)는 동부 연안과 중서부 전역에서 사용되었습니다.

중서부 지역에서는 표준 건축 법규가 참고 되었습니다. 서부와 알래스카에서는 사용된 기본 건축법은 통일

건축법(UBC, Unifoam Building Code)입니다. 이동 하중은 1975BOCA에 처음으로 통합되었습니다.

불균형한 지붕 적설 하중은 1988년까지 UBC에 도입되지 않았습니다. 비교적 최근에 이동 및 미끄럼 적설

하중이 건축법에서 다루어졌습니. 40년 전에 건축된 건물은 오늘날의 적설 하중을 위해 설계되지 않을

수 있습니다.

 

2) 눈 유형

눈은 여러 형태로 나타나며 많은 대기 및 지리적 조건에 영향을 받습니다. 계절, 고도, 습도 및 기타 변화의

지역적 차이로 다양한 눈 농도가 나타납니다. 예를 들어, 유타주의 눈 1feet 무게는 버몬트의 눈 1feet 무게

와 동일하지 않습니다.

(1) 눈 무게의 범위

깨끗한 1feet 눈의 무게는 가볍고 건조한 눈의 경우 1m2의 경우 약 1.35kg에서 젖은 폭설의 경우 1m2

경우 9.5kg까지 다양합니다(Gooch, 1999).

(2) 얼음

얼음 1inch의 무게는 평방피트 당 5파운드 미만이며, 얼음 1feet의 무게는 평방피트 당 약 57파운드입니

. 얼음은 1inch 깊이 당 젖은 눈보다 훨씬 무겁습니다. 부분적으로 이것이 지붕 구조에서 얼음이 쌓이

는 것을 방지하는 중요한 이유입니다.

 

 

 

(3) 지역 및 위치 고려 사항

미국 서부 지역의 눈은 일반적으로 습기가 많고 밀도가 높은 동부 해안의 눈보다 가볍고 밀도가 낮습니다.

시애틀, 워싱턴 주변의 태평양 북서부 및 알래스카 남서부 해안과 같이 지역 및 고유한 기상 조건을 기반

로 하는 예외가 있습니다. 지방 당국과 구조 기술자는 지역별 눈 특성을 가장 잘 알고 있습니다.

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