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(분석)<강관협의회 활동 결산③> 지진 증가에 내지진강관 관심↑…건축물 적용에 앞장내지진강관으로 구조안전성 및 내진안전성 확보
표준 사이즈 선정 결과 홍보로 보급 확대
박재철 기자 | parkjc@snmnews.com

  경주와 포항 지진을 겪으면서 우리나라도 더는 안전지대가 아니라는 우려가 커지면서 내지진 철강재에 대한 관심이 높아지고 있다.

  최근 경주와 포항 지진사태로 인해 많은 인명·재산 피해가 발생하면서 더 이상 한국도 지진 안전지대가 아니라는 인식이 팽배해졌다. 이에 내진설계를 강화해 지진피해를 최소한으로 줄이려는 움직임이 나타나고 있다. 국내 내진설계는 1988년 6층 이상, 연면적 10만㎡ 이상 건축물에 한해 의무화했으며 2015년에는 이보다 규정이 강화돼 3층 혹은 높이가 13m 이상, 연면적 500㎡ 이상 건축물에 반드시 내진설계를 적용하도록 바꿨다.
 

   
 

  지난 2016년 경주 지진 이후 정부는 2017년 2월부터 내진 설계 의무 대상을 2층 이상 연면적 500㎡ 이상으로 확대했으며 올해까지 모든 주택과 연면적 200㎡ 이상 건물까지 의무화 대상을 확대할 계획이다.

  강관협의회에서는 내진설계와 관련해 내지진 강관의 보급을 확대하기 위해 다방면의 노력을 펼쳐왔다. 이에 따라 강관협의회 산하 내지진강관전문위원회가 사이즈 표준화 및 단순화에 대한 연구를 추진했다. 이는 상향된 강도 기준을 충족하는 내지진 소재를 사용한 건축구조용 강관의 원활한 생산 및 적시 공급을 위해 제품의 사이즈의 단순화와 표준화에 대해 연구한 것이다.

  내지진 강관의 경우 자체적인 용접성이 우수하고 냉간 가공성을 향상시킬 수 있다. 아울러 강재에 대한 항복비(항복 강도와 인장 강도의 비)가 0.85이하로 연신율을 20% 이상 확보할 수 있다. 항복강도 및 인강장도 최대치를 관리해 소성 설계가 가능해 강관의 냉간 성형시 발생하는 잔류응력을 최소화시킬 수 있다.
 

   
 

  건축구조기준(KBC 2016)에 따르면 강재를 냉간 가공 시 강관 및 각형강관으로 성형하는 과정에서 강재가 소성상태로 이뤄지는 경우가 많다.

  강재를 냉간 소성가공 시 큰 소성변형에 의해 강도가 상승함과 동시에 연신율과 인성이 저하된다. 이에 따라 냉간가공 이후에도 건축구조의 강재성능이 크게 저하되는 것을 방지하고 구조안정성 및 내진안정성을 확보하기 위해 내지진강관을 사용하고 있다.

  또 건축물의 내진설계에서는 소성변형을 허용하는 설계를 할 수 있기 때문에 변형능력의 확보, 설계에서 의도한 변형능력의 실현 및 붕괴메커니즘의 재현성 확보, 용접성 확보를 필요로 한다.

  강관 제품 중 먼저 각관을 사용할 경우 사무용 건물의 층수를 달리 가정하고 각 케이스별 시공간의 H형강 및 내지진 각형강관 제품을 각각 부재로 적용할 시 소요되는 강재량을 비교했다. 분석결과 H형강 대비 각형강관의 물량을 적용할 때 저층(5층)인 경우 22~26%, 중층(10층 이상)의 경우 약 12~14%의 기둥 강재량이 절감되는 것으로 나타났다.
 

   
 

  이밖에도 KBC 개정 후 요구되는 항복강도 증가에 부합하는 강관제품을 기준으로 구조해석을 통해 산출한 강재 소요량은 이전 표준 충족 제품 적용대비 약 6~7%의 강재량 절감 효과를 보이는 것으로 조사됐다.

  이어 원형관의 경우 대공간 지붕 건축 구조물로 주로 사용한 원형강관에 대한 실제 적용되는 강관 사이즈를 조사했다.

  그 결과 건축 구조용 원형강관 사이즈의 단순화 및 표준화가 이뤄질 경우 소요되는 총 강재 물량이 약 5.2% 증가하는 것으로 나타났다. 하지만 자재 수급 및 제품 제작, 시공이 효율적으로 이뤄져 공기 단축에 유리한 강점으로 작용한다. 이로 인해 제품 경쟁력 강화 및 수요 확대에는 긍정적인 영향을 끼칠 것으로 예상된다.

  강관협의회에서는 이러한 연구결과를 통해 실수요가 및 공급사를 대상으로 투트랙형 내지진 강관 표준 사이즈 선정 결과를 홍보할 계획이다. 강관사를 대상으로 표준 제품 재고량 및 납기 최소 조건 준수와 가드이라인 제정 및 이행 협약 체결을 추진한다. 이어 실수요가를 대상으로 내지진강관 보증, 납기 및 표준 공급가격 홍보를 통해 실제 설계 시 적용 확대를 유도해 나갈 방침이다.

  이에 실수요가 중 내지진강관 설계 적용을 건축구조기술사를 대상으로 한 ‘내진성능상 비교우위 관점에서의 건축구조용강관 세미나’를 추진할 예정이다.

  철강협회 내 강관협의회 내지진강관전문위원회는 국내 주요 내지진 강관 제조사 6개사(세아제강·현대제철·휴스틸·하이스틸·삼강엠엔티가 참여하는 협의체로서 국내외 내지진강관 신규 수요 창출을 위한 다양한 활동 및 제품 표준화 등에 관한 연구를 활발히 전개 중에 있다.

   
▲ 포스코 R&D센터, 내지진 강관 적용사례
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