[강건재 백과사전] ② 강철로 만든 건물 뼈대, 강하기만 할까?

국내 철강 수요시장 중, 제일 큰 비중을 차지하는 산업은? 바로 건설입니다. 지난 10년 넘게 자동차, 조선을 앞지르고 전체 철강 수요의 36%를 차지하고 있죠. [강건재 백과사전] 1편에서 살펴봤던 강건재의 분류, 잊지 않으셨죠? 건축구조용, 내·외장재용 그리고 토목용! ◝(⁰▿⁰)◜ 건설 시장을 다시 나눠보면, 그중에서 건축구조용 강재가 80% 이상의 절대적 수요를 창출하고 있습니다.

이는 강철이 대부분의 건축물 구조재에 사용되기 때문인데요. ‘철근콘크리트’라는 말 들어보셨죠? 대표적인 건축방식 중 하나입니다. 스틸만 가지고 건물을 세우는 것을 ‘철골조’라고 합니다. 스틸로 건물의 뼈대를 짓는다고 하면, 처음으로 떠오르는 생각이 “튼튼하겠구나” 일 텐데요. 이제는 튼튼한 것은 기본이거니와, 시공자가 최적의 설계를 할 수 있도록 맞춤형으로 제품을 공급해주고, 시공일수과 비용은 줄여주며, 안전성은 높이면서 지진과 화재에도 강한 ‘만능 구조재’가 요구되고 있어요. 건축에 사용된 자재들의 친환경성과 재활용 가능 여부 또한 중요하죠. 다른 소재의 단점을 보완하는 유기적 구조재의 역할도 가능해야 합니다.

포스코가 고객사와 함께 개발한 강건재들이 그 요구에 자신 있게 응답하고 있습니다. 튼튼함은 기본! 만능 구조재로 활약 중인 건축구조용 강건재 대표 제품들을 소개해드릴게요.

l 시공자의 입맛에 딱 맞게! 맞춤 제작 형강 Pos-H

건물의 기둥과 기둥을 연결하고 지탱하는 ‘보(Beam)’로는 H형태로 생긴 형강, RH형강(Rolled H-Beam)이 대표적으로 쓰여왔습니다. RH형강은 제철소에서 주조된 반제품(블룸, 빌릿 등)을 압연해 제작하는데요. 구매자 입장에서는 정해진 기성품 사이즈에 맞춰 건물을 설계해야 한다는 한계점이 있었죠. 아시다시피, 포스코는 압연형강류를 만들지 않습니다. 그럼 뭘 소개하려는 걸까요? 국내 형강시장은 연간 3백만 톤 규모. 포스코는 시공자에게 더욱 친화적인 제품을 개발하여 2016년부터 형강류 시장에도 진출했는데요. 바로 포스코의 프리미엄 강판을 절단, 용접, 교정하여 만드는 Built-up 형강, ‘Pos-H’로 말이죠.

Pos-H는 440종 이상의 규격으로 준비되어 있습니다. 건축물의 안전에 필요한 최적의 사이즈로 제작할 수 있기 때문에, RH형강 대비 15~20% 상당의 강재량 절감이 가능하죠. Pos-H의 원자재로는 포스코의 SN(Steel new)강, TMCP(Thermo-Mechanical Control Process)강, HSA(High performance Steel for Architecture)강 등 더 강하면서도 유연한 WTP 제품이 건축물의 필요 성능에 따라 쓰입니다.

Pos-H는 2016년 최초 개발된 이래 매년 보완, 강화를 거듭해왔는데요. 평창IBC센터, 두산분당센터 등 여러 대형 건물에 적용되며 그 경제성과 편리성을 인정받았습니다. 수원시의 랜드마크인 수원컨벤션센터에도 Pos-H가 쓰였는데요. 기존 방식을 따랐을 경우 1,700톤가량의 형강이 필요했지만, Pos-H를 적용한 결과 1,300톤만 사용하여 약 23%의 강재 절감 효과를 거뒀습니다.

l 사용자의 층간 소음 줄여주고, 화재에도 강한 강건재 데크(Deck)

층간 소음, 누구나 피하고 싶은 경험이죠. 층간 소음을 줄이는 데에는 당연히 바닥, 즉 데크(Deck)가 중요한데요. 포스코의 용융아연도금강판으로 제작하는 ‘TUBE DECK’가 층간 소음 걱정을 덜어드립니다!

TUBE DECK는 이름에서 알 수 있듯이 속이 비어있는 튜브 모양의 강관을 활용하여 제작한 데크플레이트입니다. 튜브 모양 강관의 구조성능 덕분에 바닥슬래브를 지탱하던 보 구조물을 최소화할 수 있습니다. 이로 인해 보가 차지하던 공간이 사용자의 공간이 되며, 전체적인 층고 효율화가 가능합니다. 또 철골조의 특징인 ‘장스펜(기둥과 기둥사이의 거리가 넓은 구조)’ 구조로 넓은 공간 확보에 용이하죠. TUBE DECK는 구조물 최소화 및 층고 효율화를 통해 시공비를 절감할 수 있을 뿐 아니라, 그 속이 비어있는 두툼한 구조형식 덕분에 층간 소음 저감효과가 탁월합니다. 또한 별도의 보호피복을 하지 않아도 2시간까지 화재에 견디는 내화 성능을 자랑하기도 합니다.

l 콘크리트와 ‘콜라보’하는 합성구조 강건재

포스코 스틸로 만드는 강건재는 Pos-H처럼 기존 제품을 더 효율적으로 대체하고, 또 전통 방식의 단점을 보완하는 솔루션으로도 역할하고 있습니다. 포스코 뉴스룸에서 소개해드린 한 번에 3층을 쌓아올리는 공법으로 건설신기술을 따낸 기둥 ‘P-Box’도 대표적인 합성구조 사례인데요. P-Box는 포스코 스틸로 네모난 강관을 만든 후, 그 안을 콘크리트로 채워 강도와 내진성을 향상시킨 충전식 강관입니다. (P-Box 기둥 공법 자세히 보기)

또 다른 합성구조 강건재로 ‘TSC합성보(Thin-plate Steel Composite Beam)’가 있습니다. TSC합성보 역시 스틸과 콘크리트를 합성하여 만드는데요. 그 구조가 조금 독특해요. 우선 콘크리트로 만든 판을 ┕┙ 모양의 강재가 받쳐주는데, ┕┙ 속에도 콘크리트를 채워 넣습니다. 마치 스틸로 만든 컵 안에 콘크리트를 채우고 그 위에 콘크리트 판을 얹어놓은 모양새로 이해하시면 됩니다.

TSC합성보와 함께 P-Box와 같은 콘크리트 충전식 합성기둥을 사용하면, 철근콘크리트 공법과 비교해 제작 기간을 절반으로 단축시킵니다. 그뿐만 아니라 기존에는 콘크리트 양생과 타설, 거푸집 제거로 인해 발생하던 분진을 줄여 작업환경 개선에도 도움을 주죠. 각 건축물에 가장 알맞은 강도, 연성, 사이즈의 스틸로 제작된 강건재가 콘크리트를 만나, 두 소재의 장점을 극대화하는 것이 합성구조라고 정리할 수 있겠네요. 우리나라 건축에서 가장 큰 숙제인 공기단축과 건축비 절감이라는 두 마리 토끼를 잡을 수 있어 최근 다양한 건축물에 적용 중이랍니다.

건축구조물의 안전성이 매우 중요한 반도체나 디스플레이 공장, 대형 빌딩에도 TSC합성보가 그 역할을 톡톡히 해내고 있는데요. 서울시 건축대상을 수상한 ‘어반하이브’ 빌딩. 누구나 눈여겨보게 만드는 이런 감각적인 대형 건축물에도 TSC 합성보가 적용되어 건물의 고품격 가치 구현에 기여하고 있습니다.

▲ 서울시 강남구에 위치한 어반하이브 빌딩

강건재로 만드는 건물의 뼈대, 그저 튼튼하기만 한 게 아니죠? 건축 시공자가 원하는 가장 효율적인 구조가 탄생하도록, 사용자도 더 안전하고 편안하게 지낼 수 있도록, 강건재는 스스로 진화할 뿐만 아니라 타 재료와도 시너지를 내는 중이랍니다. 그리고 그 강건재에 포스코가 만든 프리미엄 스틸이 사용된다면 더욱 믿을만하지 않나요? 포스코는 강건재가 건설 시장에서 발전과 혁신을 만들 수 있도록 시장 친화적인 소재 개발과 솔루션 연구를 지속해오고 있습니다.

포스코 스틸로 만드는 프리미엄 강건재의 모든 것, [강건재 백과사전] 시리즈를 통해 만나보세요.