건축과 교수 “지진, 고층부가 저층부보다 훨씬 더 안전”…왜?

경북 포항 지진으로 인해 기둥이 부서진 필로티 구조 건물. 사진=온라인 커뮤니티

15일 경북 포항 지진 당시 아파트, 다세대 주택, 학교 등 건축물의 층수, 면적 등 규모와 상관없이 지진 피해가 잇따르면서 국내 건축물에 대한 안전성 논란이 일고 있다.

한국초고층도시건축회 연구원인 안형준 건국대학교 건축학부 교수는 17일 KBS1 라디오 ‘안녕하십니까 윤준호입니다’와 인터뷰를 통해 지진 관련 건축물에 대한 이야기를 전했다.

안 교수는 포항 지진 발생 당시 부산 해운대구 다수의 고층 빌딩에서도 강한 진동이 감지돼 고층 아파트에 거주하는 시민들의 불안감이 커지고 있는 것과 관련 “지진에 대해서는 고층부가 저층부보다 훨씬 안전하다”고 말했다.

이어 “지진이 오면 (고층부는) 상부라서 더 많이 흔들리는 것. 흔들리지 않으면 이 구조물은 붕괴된다”며 “흔들렸기 때문에 붕괴되지 않는 것”이라고 설명했다.

이번 지진에서도 포항 지역 아파트에서 밑부분이 완전히 주저앉는 등 저층의 피해가 유독 심각했던 것과 관련 안 교수는 특히 내진설계가 되어 있지 않은 건물의 경우 고층에 비해 저층이 지진에 더욱 취약하다고 말했다.

그는 “지진이 왔을 때 견딜 수 있는 힘은 상하로 있는 철근보다는 상하를 연결하는, 즉 수평으로 있는 철근인 ‘후프’다”라며 “후프의 간격이 촘촘하고 구속도가 확실하면 지진이 왔을 때 저항할 수 있는건데, 이번에는 후프의 간격(이 넓거나) 또는 후프가 누락된 데도 있었다. 지진이 왔다면 무너질 수 밖에 없는 건물이었다”고 말했다.

아울러 일반적으로 지진 발생 시 건물은 지진파(지진으로 인해 발생하는 땅의 흔들림)의 주기에 영향을 받게 되는데, 저층은 지진파의 주기가 짧아 짧은 시간에 여러 번 흔들리는 반면 층이 높아질수록 지진파의 주기가 길어져 천천히 흔들리게 된다. 때문에 고층의 경우 지진으로 인한 영향이 상대적으로 덜 하다는 것이다.

지난해 9월 12일 발생한 규모 5.8의 경주 지진 당시에도 부산 지역의 고층 건물보다는 1~3층의 저층에서 더욱 많은 피해가 나타나기도 했다.

또한 이번 지진으로 필로티 구조 건물이 상당한 피해를 입은 원인으로 내진설계가 이루어지지 않았다는 점 보다는 필로티 구조 자체의 문제점을 지적했다.

안 교수의 설명에 따르면 필로티 구조는 저층부 즉 1층에는 기둥만 있고 내력벽이 없는 구조를 말하며, 최근 다세대 주택 또는 원룸 건물에서 흔히 보이는 구조다.

그는 “필로티 구조는 지진에 대해서는 불리하기 때문에 외국에서 피하고 있는 실정인데 우리나라에서는 다세대 주택의 주차공간이라든지 심지어는 대규모 아파트에도 개방감을 준다고 필로티 구조를 많이 쓰고 있다”며 “우리가 필로티 구조를 적용하려면 필로티 부분에 대한 나머지 부족한 부분을 보완·보강하는 것들이 필요하다”고 말했다.

안 교수는 “필로티 구조라 할지라도 불리한 부분을 다른 요소로서 보강할 수 있다”며 “그런데 그것이 제대로 안 되어 있는 상태에서 이와 같은 (지진) 피해는 계속적으로 발생할 수 있다”고 강조했다.

안 교수는 필로티 구조의 보완책으로 사선으로 된 기둥을 말하는 ‘브레이스’를 제시했다.

안 교수는 “에펠탑을 보면 수직 부재만 있는 게 아니라 경사 부재가 있다. 그게 바로 브레이스다”라며 “(경사 부재로 브레이스를 놓는 방법을 통해) 필로티 구조의 장점도 살리면서 내진에 대해 보강할 수 있는 방법을 적용하는 것이 필요하다”고 말했다.

아울러 추가적인 부재 설치 시 필로티 구조의 장점으로 꼽히는 개방성을 헤칠 수도 있다는 우려에 대해서는 “(브레이스처럼) 기둥과 기둥 사이의 일정 면을 경사진 부재로 보강하면 된다”고 설명했다.

또한 다세대 주택, 아파트 등 주로 주거용 건축물이 많은 피해를 입음으로써 시민들의 불안감이 커지고 있는 것과 관련 “내진보강이 안 된 데는 입주자들이 요구해서 내진 성명을 확보하는 것이 상당히 필요하다”며 “그래서 세입자들이 우리 건물은 내진 등급이 어느 정도 됐다는 것을 알려주는 그러함 표시 제도가 건물마다 필요하다”고 주장했다.

김혜란 동아닷컴 기자 lastleast@donga.com