건물 기둥 하나 무너져도 '와르르'…연쇄 붕괴 막는 기술 개발

건물 지지 기둥 하나가 파손됐을 때 전체 구조물이 연쇄적으로 붕괴하는 상황을 막을 수 있는 새로운 공학 기술이 개발됐다.

28일(현지시간) 영국 서리대학교 연구팀은 철근 콘크리트 바닥이 지지 기둥의 갑작스러운 파손에 어떻게 반응하는지 간단하게 평가할 수 있는 방법을 개발했다고 밝혔다. 이 연구 결과는 국제 학술지 '스트럭처럴 콘크리트'(Structural Concrete)에 게재됐다.

주차장, 사무용 빌딩 등 현대 건축물은 기둥이 콘크리트 슬래브를 직접 지지하는 방식으로 지어진다. 이 구조는 기둥이 슬래브를 뚫고 올라오는 '펀칭 전단' 현상에 취약하며, 이는 건물 전체의 연쇄 붕괴로 이어질 수 있다.

연구팀은 2020년 스페인 산탄데르에서 발생한 누에바 몬타냐 주차장 붕괴 사고를 실제 사례로 활용해 새로운 계산법을 검증했다. 개발된 방정식은 사고 현장에서 관찰된 구조적 파손 유형을 성공적으로 예측했다.

이 기술은 기존의 복잡한 계산 일부를 생략할 수 있는 새로운 방정식을 도입한 것이 특징이다. 이를 통해 엔지니어들은 추가적인 구조 붕괴를 막기 위해 어느 정도의 보강이 필요한지 쉽게 평가할 수 있다. 또한 유럽 콘크리트 구조물 설계 표준인 '유로코드 2' 차세대 버전과 호환된다.

연구 책임 저자인 후안 사가세타 서리대 교수는 "단일 기둥의 손실이 건물 전체의 손실을 의미해서는 안 된다"며 "엔지니어들이 더 나은 정보에 기반한 결정을 내리고 궁극적으로 건물 사용자를 보호할 수 있도록 안전 점검을 더 쉽게 수행하도록 만들었다"고 말했다.

주 저자인 마리아 리아포풀루 박사는 "계산 결과가 실제 사고에서 일어난 일과 매우 가깝게 일치하는 것을 확인했다"며 "실제 사례 연구를 통해 모델을 검증할 수 있다는 것은 현장에서 차이를 만들 수 있다는 더 큰 확신을 준다"고 밝혔다.

이번 연구 결과는 향후 구조 설계 지침을 개선하고 국소적인 파손이 광범위한 붕괴로 번지는 위험을 줄이는 데 기여할 것으로 기대된다.