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단단하지만 유연한 구조적 해법: 이노빌트 AU Beam, D-Deck, ES-Column

INNOVILT FANTASIA 4 [Architect's Pick]

단단하지만 유연한 구조적 해법: 이노빌트 AU Beam, D-Deck, ES-Column

2020/06/25

국회 소통관의 구조재는 포스코 스틸로 제작된 강건재 3개 제품이 적용됐다. 수평 구조재인 보(Beam)와 바닥 갑판(Deck)으로는 각각 NI스틸의 이노빌트 AU Beam과 D-Deck(Double ribbed-Deck Slab)가, 기둥재(Column)로는 덕암테크의 ES-Column(Earthquake-Strong steel tube-Column)이 쓰였다. 구조재의 기본 기능인 강도, 안전성을 충분히 확보하면서 더 편리한 시공으로 공사기간을 단축시키고, 공간효율성과 내진성능까지 높인 유연한 구조적 해법이 이노빌트를 통해 실현됐다.

더 높은 층고와 간단한 시공, 슬림 합성보 AU Beam

국회 소통관에 적용된 NI스틸(대표이사 배종민)의 이노빌트 AU Beam은 U 모양의 강재 박스에 데크를 걸치듯이 설치한 후, 그 위에 A 모양 강재를 덮개처럼 씌우고 박스를 콘크리트로 채우는 합성보다. 일반적인 보의 경우, 보 위에 데크를 설치하고 보와 데크를 고정하는 스터드 볼트(stud bolt)를 시공해야 한다. 하지만 AU Beam은 강재보에 데크를 올리고 A캡 강재 앵커가 그 위를 덮으면서 보와 데크의 전단 연결재 역할을 하기 때문에 별도의 스터드 볼트 시공이 생략된다. 즉, 현장 시공이 훨씬 편리하고 시공일도 감축된다.

네모난 박스 모양의 강재보 춤 사이에 데크가 설치되는 모양새라, 공간효율성 측면에서도 이점이 크다. 예컨대 기존에 500mm 짜리 강재보 위에 200mm 짜리 데크를 설치하던 것을, 425mm 짜리 강재보 안에 데크를 거치하면서 추가적인 데크 설치 공간을 절약하게 된다. 이 절약된 공간만큼 결국 층고가 높아지게 되니 기존 시공법에 비해 AU Beam을 적용하면 약 20% 더 넓은 공간을 확보는 셈이다.

친환경성과 공사비절감, 공간효율성 세마리 토끼를 잡는 D-Deck

AU Beam과 함께 국회소통관의 수평 구조재로 적용된 D-Deck는 거푸집, 동바리, 철근공사 등 기존 RC(Reinforced Concrete, 철근콘크리트) 구조재의 필수 공정을 모두 생략할 수 있는 새로운 개념의 슬래브다. 이 제품 공법은 NI스틸과 더나은구조엔지니어링, 포스코건설, 롯데건설, 삼우씨엠 건축사사무소가 공동으로 개발했으며, 2020년 1월 건설 신기술 제 881호(더블 리브골형 강판과 역삼각형 래티스거더를 이용해 장경간이 가능한 거푸집용 데크플레이트 공법(D-Deck 공법))로 지정되었다.

D-Deck는 기존의 평평한 데크플레이트와 달리, 데크를 골형으로 접어 단면의 강성을 높였다. 낙타의 혹처럼 양쪽으로 데크가 볼록 튀어나오고, 그 사이에 역삼각형의 래티스 거더를 설치하는 형태다. 강성이 높아지기 때문에 자연히 데크의 처짐과 변형을 방지할 수 있고, 데크를 지지하는 보(beam)의 수를 줄일 수 있다. 일반적으로 데크가 하부의 보 지지 없이 4m 길이까지 설치가 가능했다면, D-Deck는 6~8m까지도 중간 지지대 없이 설치된다. 건설 신기술명으로 ‘장경간이 가능한’이라는 표현이 들어간 것도 이 때문이다.

지지대 역할을 하는 거푸집과 동바리 시공이 줄어들기 때문에 공사비는 기존 거푸집 공법 대비 약 19%가 절감된다. 공사기간 역시 약 46% 단축된다. 또 하나 D-Deck의 강점은 친환경성으로, 기존 거푸집 공법 대비 이산화탄소 배출량을 84% 줄일 수 있다. 자재들을 모두 공장에서 제작하기 때문에 균일한 품질이 확보되고, 현장에서 시공 단계가 확 줄어들기 때문에 안전성 측면에서도 탁월하다.

내진 성능 특화 기둥 ES-Column

덕암테크(대표이사 박대곤)의 이노빌트 ES-Column은 냉간 성형한 각형 강관에 홀이 나있는 원형 강관을 삽입하고 그 안에 콘크리트를 충전하는 합성기둥이다. 각형 강관이 콘크리트 거푸집 역할을 하기에 별도의 거푸집 시공이 필요하지 않고, 콘크리트와 원형 강관의 합성 작용으로 인해 단면 대비 큰 하중을 지지할 수 있다.

특히 ES-Column은 내진성능이 강화된 내진 특화 기둥인데, 이는 충격치 70J*이상을 보증하는 포스코 내진강재(SN강)로 제작되는 덕분이다. 또한, 고강도인 강재로 강관을 만들고 강관 내에 콘크리트를 충전하여 강관과 콘크리트의 역학적 상생관계를 구현하기 때문에, 예상치 못한 지진 하중에도 붕괴가 방지된다. 철골 기둥에 비해 훨씬 우수한 내화 성능도 빼놓을 수 없다. 철골 기둥은 화재에 취약한 단점을 보완하기 위해 구조물에 내화 성능을 지닌 재료로 뿜칠을 하거나 페인트칠을 해야하는데, 콘크리트와의 합성 작용을 이용한 ES-Column은 이런 시공 절차가 불필요하면서도 더 높은 내화성능을 지닌다. * Joule(줄) : 1N(뉴턴)의 힘으로 물체를 1m 이동시킬 때 필요한 에너지

건축물 하나에 들어가는 수많은 건설 자재 중, 그 기초이자 뼈대인 구조재의 중요성은 아무리 강조해도 지나치지 않다. 하지만 다 지어진 건물의 외관에서 구조재는 눈으로 확인하기 어렵고, 내외장재처럼 교체도 불가능하기에 처음부터 믿을 수 있는 자재로 시공되어야 한다. 때문에 포스코 스틸 100%로 제작되는 이노빌트는 시공자부터 사용자까지 신뢰하며 쓸 수 있는 건설 자재다. 더불어 전통 공법의 여러 한계를 극복하는 유연한 솔루션들은 건설 신기술로 속속 지정될 만큼 그 가치를 인정받고 있다.

※ 이노빌트 AU Beam 제작/시공 문의 : NI스틸 이승철 차장 (02-758-6683), D-Deck 제작/시공 문의 : NI스틸 홍순호 부장 (02-758-6760)

※ 이노빌트 ES-Column 제작/시공 문의 : 덕암테크 김기욱 전무 (02-563-1277)

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