삼풍백화점 붕괴의 원인과 분석

목차

1. 개요
2. 붕괴과정
3. 건물 붕괴의 원인규명
4. 종합적 사고
5. 차후 대책과 예방

본문내용

이 내려앉음으로 인하여 슬래브의 유효춤이 작아졌으며 이로 인해 휨 내력과 전단 내력이 감소하였다.
4) 바닥 대리석 설치위해 양생이 완료된 바닥 슬래브를 2~5㎝씩 깍아냄
이 부분은 시공사와 감리자의 부실시공이다. 슬래브를 깍아내는 행위는 건물의 구조내력을 저하할 수 있으므로 위험한 행위임에도 불구하고 단순히 대리석 설치를 위해 부실시공을 하였다.
5) 하중을 고려않은 냉각탑 설치
원래 구조 계산시 A동 옥상에 냉각탑을 설치하는 것은 전혀 고려되지 않은 사항임에도 불구하고 골조공사 완성후 백화점 전체를 위하여 사용되는 냉각탑 4대(물을 채운 상태로 가동시 동하중 합계 약 138톤)를 A동 옥상 후면부의 바닥판 위에 설치하여 그 과하중이 슬래브를 손상시키고, 그 후 이를 백화점 전면부로 이동시 엔진부분만 분리한 채 1대씩 통째로 이동함으로써 슬래브에 손상을 가한 것으로 판단 되었다.
(3) 유지관리의 부재
설계단계부터 공종별로 종합적인 안전성 검토가 이루어지지 않았으며 조직의 전문성 결여로 안전 관리가 평상시 관심 밖으로 밀려나 옥상 냉각탑 설치 및 5층을 식당가로 용도 변경할 때와 지하층 증축시 안정성에 영향을 미칠 수 있는 구조체를 손상시켰다.
종합 안전관리목표가 설정되지 않았기 때문에, 관리조직 구성에 있어 시설물 관리업무를 총괄하는 시설이사는 전기를 전공하였고, 안전관리의 실제업무를 담당한 시설부장은 경제학을 전공하여 균열, 누수 등의 심각한 상태에 대한 위험정도를 판단할 수 있는 전문성이 절대적으로 결여되어 있었다. 설계에 반영되지 않은 냉각탑(4기 : 총중량 136톤=냉각탑본체+받침대+사용수)과 5층 식당가 주방바닥 마감하중 및 칸막이벽체 설치로 하중의 증가 등 설계하중 초과현상이 빚어졌고, 잦은 용도변경시마다 각종 설비의 설치 등을 위하여 구조체를 부분적으로 절단 및 파취(매장 면적 : 당초 4,100평에서 붕괴시 9,200평으로 증가)하는 등의 용도변경에 의한 구조체 손상이 심하였으며, 여러 차례 증축, 용도변경을 하였으나 해당 분야별 준공도면이 작성되지 않아 설비관련 매설물 설치시 종합적인 검토가 될 수 없었다.
4. 종합적 사고
삼풍백화점 건물의 붕괴원인을 규명하기 위하여 설계, 시공 및 유지관리 측면에서의 붕괴에 영향을 미친 직·간접적인 요인들을 종합하여 검토한 결과 이 건물의 붕괴는 설계하자, 부실시공, 유지관리상의 문제점이 복합적으로 작용하여 발생한 참사라 할 수 있다. 백화점측은 1987년 7월 설계사무소의 1차사업계획승인서를 작성한 후 1990년 7월 준공검사시까지 3차례의 설계변경으로 완벽한 시공도면이 종합적으로 검토, 확정되지 않은 상태에서 공사가 진행되어 구조계산서와 설계도서 및 시공에 이르기까지 일관성 있는 정밀한 관리가 이루어지지 않았고, 잦은 설계변경(용도변경)에 의한 구조적 안전성검토나 설계도서상세가 미흡하였다.
더욱이 골조공사시 현장관리 및 감독의 소홀로 부실한 철근배근, 콘크리트의 품질저하, 구조단면의 치수감소 또는 누락 등 부실시공을 야기시켰으며, 특히 골조공사 완성 후 마감공사 과정에서 무단설계 및 용도변경으로, 과중한 하중을 부담하게 되었을 뿐만 아니라 구조체를 임의로 절단, 파쇄하여 구조체의 주요부재에 손상을 가하게 되었다. 이와같은 붕괴요인들이 구조체에 영향을 미치면서 구조체에 균열 및 누수현상을 일으키게 하였으며, 5년여라는 장기간에 걸쳐 지속적으로 진행, 전반적으로 안전율이 확보되지 못한 상태에 있었으며 지붕층에 설치한 냉각탑의 진동이 균열의 진전을 더욱 촉진 시켰을 것으로 판단되었다. 그 후 균열의 폭과 깊이가 증가되고 이와같은 계속적인 균열의 진행에 따라 바닥판이 전단력에 견딜 수 있는 내력을 점차 상실하면서 종국에는 기둥둘레를 따라 펀칭전단 파괴가 크게 발생하면서 주변 바닥 슬래브판이 기둥으로부터 빠져나와 이탈되고, 이탈된 기둥이 분담하고 있던 바닥판하중이 인접기둥으로 추가로 전달되면서 인접기둥주변에서도 전단파괴가 연쇄적으로 발생하였다. 이 과정에서 5층 기둥들이 전도되고 동시에 지붕층 바닥 슬래브가 연쇄 붕괴됨으로 지붕층 및 5층 바닥 슬래브판이 아래층으로 낙하, 충격을 가하면서 연쇄붕괴되고 이와같은 연속적인 붕괴가 전 구조물을 순식간에 붕괴시키는 결과를 초래하였다.
5. 차후 대책과 예방
(1) 철근 콘크리트 구조물의 순간 붕괴 주범은 철근의 이음, 연결부의 부착·정착 파괴이다. 그러므로 부재내의 이음부와 부재사이의 연결부나 정착부에서의 철근의 정착 및 이음길이의 시방규정 이상의 확보가 가장 중요하다.
(2) 이음 정착길이 확보와 함께 시방규정에 따른 적정 피복두께가 확보 안될 경우의 할렬파괴, 그리고 바다모래 사용시 염해로 인한 철근부식과 이에 수반하는 주철근에 따른 팽창성 균열의 방지가 매우 중요하다.
(3) 플랫슬래브 같은 RC구조물에서는 응력집중부인 기둥과 상판 연결부에서의 펀칭전단파괴의 방지를 위한 전단 보강근의 정확한 배치가 매우중요.
(4) 기둥같은 압축부재의 취성파괴를 방지하기 위하여 휨부재보다 높은 안전율 확보를 위한 주철근의 양도 중요하지만, 시방규정에 맞는 피복두께, 간격의 확보가 중요하고 가장 중요한 것은 극한 압축강도에 도달 후에 연성 파괴로 유도하기 위한 띠철근의 충분하고 제대로 된 배근이다. 원형기둥의 경우도시공의 편의상 모두 띠철근을 배근하지만 시공이 어려워도 앞으로는 나선철근을 배근하는 것도 극한강도 도달후의 내하력 발휘와 취성파괴 방지를 위하여 고려되어야 할 것이다.
(5) 과적하중으로 인한 취성붕괴를 방지하기 위해서는 상판의 휨인장 파괴를 유도하여 상판의 균열이나 큰 휨변형은 일어나도 펀칭전단파괴나 압축파괴가 일어나지 않게 하기 위하여 상판의 휨강도 보다는 펀칭 전단강도가 더 높고, 기둥의 압축강도는 가장 높게 함으로써 최소한 보는 안전율 2.0이상, 전단은 2.2∼2.5, 기둥은 2.5∼3.0정도로 안전여유(Safety Margin)의 체계를 확보할 수 있도록 설계해야 할 것이다.
(6) 철근콘크리트 구조물에서 콘크리트의 강도는 설계강도의 85%이상은 확보되도록 하고 특히 시공시 정상 골재와 정상 레미콘의 사용, 정상적인 양생기간 확보 등에 유의해야 한다.

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