4면 용접된 다이아프램으로 ‘접합부 강성’ 확보
철골보와 결합 프레임 형성으로 내진성능 향상
공정 단순화 등 기존 공법 비 26.9% 절감 효과
슬롯용접 방식 보강강판(다이어프램) 선조립 무수축 모르타르 충전강관 기둥을 이용한 건축구조물의 내진보강공법이 최근 국토교통부로부터 건설신기술 1050호로 지정 받았다.
이 신기술은 내부 보강강판 다이어프램을 용접한 ㄷ형 철골기둥 부재를, 기존 건축물 기둥에 접합용 볼트로 접합한다. 이후 ㄷ형 철골기둥에 슬릿홀이 가공된 보강강판을 슬롯용접한 I형 강판과 용접으로 일체화한 무수축모르타르 충전강관 기둥이 기존 구조체와 함께 거동하게 한 후, 철골보를 연결해 모멘트골조 프레임을 형성시켜 기존 건축구조물의 내진성능을 보강하는 기술이다.
향후 활용전망
공공시설물 내진보강시장은 2035년까지 공공시설물 내진율 달성을 위해 약 5조6천억원 이상의 예산이 투입 될 것으로 예상되며, 거주 중 시공이 가능한 신기술은 기존 내부철거가 필요한 여러 공법들을 대체하는 핵심 솔루션으로 자리매김할 전망이다.
민간건축물 내진보강시장은 국토안전관리원 인증혜택 및 지원사업확대로 미루어보아 민간건축물 내진율 또한 증가하는 방향으로 정책개선이 이뤄지고 있으며 우수한 공간 활용성과 시야 확보 장점을 바탕으로 건축주와 설계자의 선호도를 이끌어 낼 전망이다.
기술적 파급효과
신기술은 동일 단면 최대강성 및 강도를 발휘하는 무수축 모르타르 충전강관 구조로 구성돼 있고 4면 용접된 다이아프램으로 접합부 강성을 확보하며 철골보와의 결합 및 프레임형성으로 내진성능을 향상시키는 공법이다.
이 신기술은 공공시설물 내진보강 시장에서 핵심기술로 부상할 것으로 예상되며 거주 중 시공이 가능해 현장 적용성이 뛰어나 파급력이 매우 크다고 할 수있다.
또한 협소 공간 공사가 가능해 민간건축물의 내진성능 확보에 있어 큰 파급력을 발휘할 수 있을 것으로 보인다.
국내외 기존 공법들은 내부철거가 필요한 공법들이 대다수이지만 이 신기술은 외부에 보강돼 거주 중 시공이 가능하다는 면에서 발주처의 민원을 최소화 할 수 있다. 또한 높은 내진성능으로 보강물량과 지장물 공사를 최소화 할수 있다.
경제적 파급효과
설계단가의 경우 국내외 일반적인 내진보강공법들과 동일한 방법과 프로그램을 사용하기 때문에 추가적인 비용 발생 없이 설계가 가능하며 협소공간에 시공이 가능하고 보강범위가 집중된다는 특징으로 지장물 관련 설계비용을 줄일 수 있다.
공사비의 경우 공정 단순화, 부재 단일화, 보강수량 감소 등으로 공사비 절감이 가능하며 기존 기술 내진보강공법과 비교해 26.9%의 절감효과가 있는 것으로 나타났다.
공사기간의 경우 공정 단순화, 최대 일시타설, 부재 단일화, 보강수량 감소 및 지장물 공사 최소화 등으로 공사기간 단축이 가능하며기존기술내진보강공법과 비교해 36.4%의 단축효과가 있는 것으로 나타났다.
유지관리비의 경우 일반적인 건축재료를 사용하기 때문에 평상시에는 특별한 유지관리비용이 발생하지 않고 지진발생 시에도 탄성상태를 유지하도록 설계돼 신기술에 대한 추가보강은 불필요하며 유지관리지침서에 따른 사용자의 일반적인 점검과 유지관리 만으로도 충분하다.
신기술은 보강부재의 공장 선제작으로 현장공정을 최소화하고 철근거푸집 공정이 생략돼 건설 폐기물과 소음분진발생용접흄 발생등이 감소한다. 객관적인 환경부하량 산정을 위해 공법별 전과정평가를 실시한 결과 기존 및 유사기술 대비 환경부하 저감효과를 정량적으로 확인할 수 있었다.
공익성
공공시설물 내진보강시장은 정부정책에 따라 2035년까지 약 5조6천억원 이상의 예산이 투입될 것으로 예상되며 민간건축물 내진율 또한 증가하는 방향으로 정책개선이 이뤄지고 있다.
또한 기존골조 훼손을 최소화하면서 협소공간 시공은 물론시설물 사용중에도 시공이 가능하다. 이로인해 학사일정이나 공공건축물의 업무중에도 내진보강을 완료할 수 있게 함으로써 업무중단으로 인해 파생되는 경제적 사회적 손실을 방지하는 공익적 파급효과를 볼수 있다.
신기술은 현장중심의 기존 습식공사를 공장중심 강구조물 제작 공정으로 전환했다.
이는 현장 단순 노무인력을 줄이는 대신공장 내 철강재 가공정밀 용접조립 등 금속 및 철구조물 제조업 분야의 전문인력 고용을 창출하고 철강산업 등 연관 타산업의 동반 활성화를 유도하는 효과를 지닌다. (기술개발 : 힐엔지니어링 아이엔지그룹건축사사무소 토문엔지니어링건축사사무소)
