구조물의 붕괴 원인 및 붕괴사고 경위 및 교훈

구조물의 붕괴 원인 및 붕괴사고 경위 및 교훈

 

건설분야 기술사(Professional Engineer) 직무 교육의 붕괴사고 방지를 위한 구조물의 이해 과정수업중 제출 구조물의 붕괴 원인 및 붕괴사고 경위 및 교훈에 대한 과제물이다.

 

# 구조물이 붕괴되는 원인

 

 

1. 하중 초과로 주부재 파괴로 전체 구조계 붕괴.

2. 어떤 방향의 하중, 특히 횡하중에 견디지 못하여 Unstable하여 붕괴되는 경우.

3. 지반의 붕괴, 지반의 부등침하로 붕괴되는 경우

4.구조계의 Forcing과 Forcing Function의 Forcing과 유사하여 Resonance현상으로 붕괴.

5. 반복하중에 의해 피로파괴.

 

 

# 붕괴사고의 예와 붕괴의 경위와 교훈

 

1. 삼풍백화점

 

 

 

 

1995년 6월 29일 오후 5시 57분경 붕괴

사망자 502명

부상자 937명

실종자 6명 

 

네셔널지오그래픽 삼풍백화점 붕괴사고

 

 

- 붕괴경위 : Flat Slab구조로 Column과 Slab가 직접 연결되어 Column과 Slab의 연결 철근이 과도한 하중에 의해 파괴되면서 도미노 현상으로 전체 구조계가 파괴.

 

 

- 붕괴원인 :

   a. 기존 4층으로 설계되었지만 5층으로 증축, 내부미관상의 이유로 기둥Size를 25%단면 축소시공.

 

  b. Roof Level에서 냉각탑이 설계하중 40t이 용량부족으로 87T으로 용량 및 위치 변경.

 

  c. 무량상판구조로 과하중으로 인한 기둥 Punching Shear에 의하여 파괴되어 전체구조계 붕괴.

 

- 교 훈 :

 

건물이나 구조물 변경시 필히 관련 건축사, 건축구조기술사, 토질기술사, 냉난방기술사 등 관련 전문가 검토 후 변경.

 

2. 신행주대교(사장교)

 

 

1992년 7월 31일 오후 6시 55분 붕괴

 

고양TV 히스토리고양 신행주대교 붕괴사건

 

 

- 붕괴경위 : 2개의 주탑중 하나가 부러지면서 상판 800m가 내려앉은 사고.

 

- 붕괴원인 :

    a. 주탑과 상판사이의 인장작업전 임시로 설치한 가교각 2개가 상판의 무게를 견디지 못하여  붕괴.

   b. 상판위에 중장비와 건설자재를 과도하게 쌓아 편심하중유발로 전체 구조계가 밀리면서 붕괴.

 

- 교 훈 : 사장교와 같이 Horizontal Force에 민감한 교량건설시 상부 Slab에 건설자재나 중장비 적재를 해 서는 안된다는 사례.

 

3. 성수대교

 

1994년 10월 21일 오전 7시 48분 붕괴

사망자 32명

부상자 17명

 

 

 

 

 

 

 

소방방재청 성수대교 붕괴 동영상

 

 

 

 

 

성수대교 붕괴 원인 동영상

 

 

- 붕괴경위 : 1994년 10월21일 아침 7시 38분 성수대교의 10번 교각과 11번 교각 사이의 상판이 낙교하여 32명 의 생명이 사망한 교량사고임.

 

 

- 붕괴원인 :

    a. Gerber Beam 타입으로 가운데 Slab가 교각에 고정되어 있는 Trussdp 얹혀 있는 구조.

   b. 교각에 고정되어 있는 Truss 상, 하현재와 Slab가 얹혀있는 Truss구조가 Pin으로 연결되어 있음.

  c. Pin으로 상, 하현재가 꽂혀 Pin을 받치고 있는 상, 하현재에서 피로균열이 장기간에 걸쳐 발생.

  d. 8개의 Pin(상,하현재 양쪽 4개씩)중 10번 교각 쪽(강북쪽)상현재 Pin을 받치는 Pin 구멍 아래쪽에서 균열파괴가 발생

  e. 먼저 상현재가 파괴되어 Trigger 역할을 하게 되고 하현재가 비틀어지면서 떨어져 나가면서 낙교가 순식간에 일어남

 

- 교 훈 :

  a. Gerder보 형태 교량에서 Fixed구조물 Truss는 피로균열에 크게 노출된 부재로서 Critical Member중 안전에 제일 중요한 부재다.

  b. 새로운 교량에서는 Gerder보Type교량을 가급적 피하고 하나의 부재가 파괴되면 전체 구조계의 붕괴를 갖어오는 구조 System은 피해야 한다.

  c. 콘크리트 타설 시 시공순서에 따라 최소 횡하중과 최소 충격하중이 되도록 신중타설.

 

구조물의 붕괴 원인 및 붕괴사고 경위 및 교훈