(분석)<강관협의회 활동 결산③> 지진 증가에 내지진강관 관심↑…건축물 적용에 앞장
(분석)<강관협의회 활동 결산③> 지진 증가에 내지진강관 관심↑…건축물 적용에 앞장
  • 박재철
  • 승인 2018.01.08 06:30
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내지진강관으로 구조안전성 및 내진안전성 확보
표준 사이즈 선정 결과 홍보로 보급 확대

  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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