초고강도철근·비대칭H형강 등 개발…건설사의 경쟁시공 이끌어
전쟁 폐허의 국토를 재건하기 위해 곳곳에 널려져 있던 고철(철스크랩)을 수거, 철근을 생산하며 한국 산업화의 기반을 닦았다.
이에 그치지 않고 해외에 의존해 오던 각종 건축용 철강재를 자체 개발하며 건설업체들에게 안정적인 건축용 강재를 공급하는데 주력해 왔다.
현대제철은 고객인 건설사들의 원가절감을 위한 맞춤형 제품개발에 매진하고 있으며 초고강도철근(슈퍼바), 건축구조용 압연 H형강, 단경간 H형강 교량, 압연비대칭 H형강 등 경제적인 시공을 이끌어낼 수 있는 제품을 개발해 건축시장에 선보이고 있다.
김덕수 기자 ks@
■슈퍼바(SD500) 주택시공, 단위 원가 절감 기여
대한주택공사가 건축용 자재가격의 상승과 수급 불안정으로 국내 주택건설 시장의 어려운 상황을 극복하고 주택의 품질 확보를 위한 실천방안으로 ‘철근 최적당도 조합설계’를 주택건설에 적용키로 했다.
주공이 적용키로한 ‘최적강도 조합설계’란 한마디로 대형구조물, 초고층 주상복합 아파트 등에 제한적으로 사용되던 초고강도철근(수퍼바, SUPER BAR)을 고강도철근(SD400)과 혼합하여 일반아파트에 적용하는 설계로 구조부재의 특성에 맞춰 철근강도를 달리함으로써 철근량을 최소화하는 설계를 말한다.
주공이 왜 초고강도철근에 관심을 두게 된 것일까?
바로 지속적으로 상승하는 주택원가 상승을 잡아보자는 의미다.
초고강도철근(SD500)은 현대제철이 2001년 처음으로 개발해 슈퍼바(SUPER BAR)라는 제품명으로 시장에 선보인 제품이다.
기존의 SD400과 비교해 항복강도가 약 20% 높은 고장력 철근이며 실제 설계를 적용할 경우 강도가 증다된 만큼 철근 사용량을 15% 정도 절감하는 효과를 이끌어 낼 수 있기 때문이다.
초고강도철근인 슈퍼바를 건축현장에 적용하면 공사비 절감과 공기단축, 부재의 단면감소 등 경제적 측면과 철근 배근량 감소로 인한 여유있는 배근으로 콘크리트 타설작업의 용이성이 증대되는 등 시공적 측면에서 많은 장점을 이끌어 낼 수 있다.
2001년 개발돼 2002년부터 본격적으로 시장에 선보인 슈퍼바(SD500)은 그 수요가 확대괴고 있으며 2007년 연간 30만톤 이상의 사용 실적을 보였으며 전체 철근 수요의 3% 정도를 차지했다.
올해는 대형구조물이나 초고층 주상복합 건물에 국한되었던 수요가 일반 아파트 등으로 사용이 확대돼 연간 35~40만톤 이상의 사용실적이 예상되고 있다.
■층고절감형 슬림빔 (압연비대칭 H형강) 분양면적 확대 기여
현대제철이 세계에서는 두 번째, 국내에서는 최초로 개발한 압연비대칭 H형강은 말 그대로 건축시장에 마술같은 제품이다.
슬림플로어 공법 전용 제품이 압연비대칭 H형강은 슬림빔(SLIMBEAM)이라는 제품명으로 시장에 소개됐다.
현대제철이 개발에 성공한 압연비대칭 H형강의 특징은 한마디로 철골조건축의 층고절감을 위한 TOOL로서 춤이 깊은 데크플레이트와 함께 슬림플로어 구조시스템을 구축하는 보용 H형강이다.
건축구조 형식에서 철골조의 단점이락 할 수 있는 과다한 층고 문제는 콘크리트구조의 벽식구조나 플렛르래브구조에 비해 경쟁력을 떨어뜨리는 결과를 낳게 해 아파트 형식의 주거용 건물에서 철골시장의 확대에 걸림돌이 되어왔다.
하지만 최근 층고 절감의 기술 개발과 관심고조로 유럽의 슬림플로어 공법이 국내에 도입되고 2004년에는 일반 슬래브용 테크보다 춤이 깊은 데크가 국내에서 출시되면서 압연비대칭 H형강의 사용이 가능해졌다.
압연비대칭 H형강(슬림빔)을 이용한 슬림플로어의 층고 절감 효과는 기존의 라멘구조보다 약 25~40cm에 이르게 돼 이는 10~15층 높이에 1개층이 증가되는 효과가 있다.
결국 같은 높이의 건축물이지만 압연비대칭 H형강을 사용하게 되면 1개층이 증가돼 그 만큼 분양면적을 높일 수 있어 건물주에게 유리하다.
동일한 체적의 건축물을 비교할 경우, 압연비대칭 H형강을 적용한 건축물의 사용 공간이 확대되고 층고절감에 따른 내외부 마감공사와 골조공사의 비용 감소가 가능하다는 장점을 갖는다.
건축설계시장에서도 압연비대칭 H형강 사용의 경제성에 대한 인식이 달라지고 있어 향후 그 수요 증대가 눈에 띌 것으로 보인다.
■내진 설계 적용확대로 건축구조용 압연H형강 수요 증대 기대
최근 세계 곳곳에서는 지진으로 인한 피해가 속출하고 있다.
붕괴된 건물더미를 지켜보는 안타까운 시선을 뒤로 하고 내진 설계의 중요성이 다시금 재론되고 있다.
이러한 환경변화로 인해 국내에서도 올해부터 건축구조물에 대한 내진설계 적용이 확대될 것으로 전망된다.
올해에 공표될 KBC 2008(건축구조설계기준)에 따르면 건축물의 내진 성능은 구조설계와 시공 그리고 재료 등이 내진 구조에 적합해야 한다.
따라서 강구조건축물에는 내진설계에 적합한 구조용 강재가 필요한데 건축구조용 압연H형강이 그것이다.
건축구조용 압연H형강은 용접성능의 확보를 위해 탄소당량 0.45% 이하, 샤르피 흡수에너지를 0℃에서 27J이 되도록 하여 접합부 및 모재에서의 소성변형능력을 기대할 수 있게 했고 인장강도 대비 항복강도의 비율(항복비)을 85% 이하로 제한하여 강도 편차를 감소시켜 내진 설계의 목적에 부합하도록 했다.
내진 구조에 최적화된 강재를 건축구조 전용강재로 사용하는 것은 세계적인 추세다.
일본의 SN, 미국의 A992와 A913 등이 있으며 이와 같은 강재는 지진과 같은 급격한 충격에 의한 구조물의 파괴시에 이를 지연시키는 효과가 있어 인명의 안전한 대피를 기대할 수 있다.
현재 국내에서 개발 적용되고 있는 건축구조용 압연H형강(SHN490)은 이미 한국강구조학회 실험연구를 통해 재료의 용접성과 접합부의 내진성능을 입증했으며 공공건물 등에 적용되면서 시장을 확대해 가고 있다.
더욱이 최근 지진 피해로 인해 내진설계에 대한 전국민적 관심이 높아지고 있고 강구조건축 내진설계기준이 적용되는 2008년 이후부터는 건축구조용 압연H형강의 수요가 더욱 확산되어 기대된다.
■단경간 H형강 교량 시장 확대 모색
국내에서 압연 H형강 교량 출현 전의 단경간 교량은 콘크리트교가 대부분이었는데 이는 콘크리트교가 강교보다 경제성에서 훨씬 경쟁력이 높아 건설사나 발주처의 선호가 집중됐기 때문이다.
현대제철은 강교의 수요창출을 위해서는 경제성을 제고하는 것이 절대적으로 필요하는 것을 절감하고 강교에서의 원가상승 요인이 되는 제작비 절감을 위해 압연 H형강을 교량 주형으로 사용하는 방법을 제시했다.
국내에서는 H808× 302 H형강이 최대생산 규격이므로 이를 기준으로 하여 포항산업과학연구원(RIST)을 통해 표준화 작업을 한 결과 지간 25m에 적용할 경우 콘크리트 PC교량과의 경제성 비교에서도 경쟁력이 있는 것으로 나타났다.
현대제철은 2002년부터 설계적용을 위한 홍보 활동과 사용 매뉴얼 및 설계 프로그램을 개발하는 등 수요개발을 위한 투자가 이어진 후 경기도 발안산업단지의 1번국도 교차로에 처음 H형강 교량이 적용됐으며 이를 계기로 꾸준히 시장을 확대하고 있다.
현대제철은 H형강을 응용한 교량을 현장 여건에 맞춰 대응할 수 있도록 신기술을 도입 적용하고 있으며 그 결과 30~35m 지간까지도 적용이 가능할 뿐 아니라 형고의 저감도 시현하여 국내에 압연 H형강 교량이 교량 형식의 하나로 자리 매김하도록 했다.
저작권자 © 한국건설신문 무단전재 및 재배포 금지
