[데일리한국 안병용 기자] 최근 강릉 앞바다에서 연쇄 발생한 지진으로 인해 국민들이 불안을 느끼고 있는 가운데 건물의 내진설계에 대한 관심도 커지고 있다. 큰 지진이 발생했을 시 내진설계가 돼 있지 않은 건물은 주저앉을 가능성이 크기 때문이다.

내진 설계에 꼭 필요한 존재로는 내진 강재를 꼽을 수 있다. 내진 강재는 지진 발생 시 인명 피해, 2차 참사 등을 막는데 중요한 역할을 한다. 따라서 외부 충격을 잘 흡수하면서 균열이나 파괴 가능성이 낮은 것을 써야 한다.

우리나라의 대표적인 철강회사인 포스코는 다양한 내진 강재 개발 기술을 보유했다. 포스코는 최근 발생한 지진의 영향으로 대형건축물, 공공이용시설 등에 안전한 내진 강재를 쓰는 일이 앞으로 더욱 중요해질 것으로 본다.

먼저 SN(Steel New)강은 항복비가 0.8으로 내진강의 대명사다. SN재는 고베 대지진이후 일본내 건축물의 내진설계강화 및 강재의 용접성 향상을 목적으로 1994년에 제정된 SN(Steel New Structure) 규격을 따르는 강재다.

포스코는 1995년 SN강재개발 상용화에 성공하고 1999년 KS규격(KS D 3632) 인증을 획득했다. 포스코의 SN강재는 신도림 테크노마트, 고양 체육관 등 일반 건축물에서부터 대형 공공시설까지 널리 사용되고 있다. 삼성물산이 시공중인 대만 타오위안 국제공항 제3터미널 신축 공사에 소요되는 건설용 후판 7만톤을 포스코가 전량 수주했는데, SN재가 90% 이상을 차지한다.

HSA는 내진 성능을 가진 건축구조용 전용 강재이다. 그중 인장강도 600Mpa과 항복비 0.8을 보증하는 HSA600은 포스코만 생산이 가능하다. 기존 건축구조용 일반 강재보다 약 1.7배 강하고, 중량은 약 30% 가벼워 초고층 건물에 적격이다. 서울대 관정도서관, 동대구역 복합환승센터 그리고 우리나라에서 가장 높은 롯데월드에 등에 적용됐다.

항복강도가 80MPa인 HSA80은 항복비 0.6 이하의 저항복비, 연신율 50% 이상의 저항복점의 특성을 가지고 있다. 지진의 충격에너지를 댐퍼에 집중시킴으로써 주요 부재인 기둥과 보의 손상을 최소화하는 제진댐퍼 전용 강재이다.

건축물이 제대로 된 내진성능을 확보하기 위해서는 내진 강재의 품질 확보 뿐 아니라 강재와 강재를 접합하는 용접 기술과 건물의 연성능력을 유도하는 보기둥 접합부의 디테일이 동시에 갖춰져야 한다. 최근 포스코가 세계최대 사이즈의 특수모멘트 개발 및 설계, 제작 기술을 제공하면서 원가 절감 및 구조물의 내진안정성을 위해 발주처나 건설사에서 내진접합부를 적용하는 사례가 증가하고 있는 추세다.

Pos-H는 포스코의 내진강을 절단 후 용접해 만든 맞춤 형강이다. 건축물의 안전에 필요한 최적의 사이즈로 제작할 수 있기 때문에, RH형강 대비 15~20% 상당의 강재량 절감이 가능하다. 진정 지진에 안전한 강구조 건축물인지는, 사용된 강재의 항복비가 0.8 이하인지 그리고 대형단면에서도 최고 내진등급인 특수모멘트 골조의 성능 구현이 가능한지를 확인하면 된다. Pos-H는 세계 유일하게 보 높이 1500mm에 대해서도 특수모멘트를 구현했다. 고양 데이터센터, 창원 스타필드 등에 적용됐다.

SN강으로 제작된 ES-Column은 각형 강관의 내부에 구멍이 있는 원형 강관을 삽입하고 그 구멍 안에 콘크리트를 채우는 합성기둥시스템으로 내진성능 뿐 아니라 내화성능도 갖췄다. 국회 소통관, 넥센 R&D센터 등에 적용됐다.

포스코 WTP(World Top Premium) 열연 제품인 HSA600(High performance Steel for Architecture 600)을 구부려 만든 사각형의 기둥 내부에 콘크리트를 채워 강도를 향상시킨 제품이다. 서울 장충동 호텔신라 부설주차장, 서울 문정동 업무시설, 경기 하남 신축 아파트 등에 적용됐다.

일반강 대비 2배의 연신율을 갖춘 고연성 저항복점강 HSA80을 활용한 강재댐퍼(HIPER-DAMPER)는 기존 일반강 대비 2배 이상의 에너지 소산 능력을 발휘한다. 지진 시 소성변형을 댐퍼에 집중시켜서 주요부재인 기둥과 보의 손상을 최소화할 수 있다. 신축부터 기존 건축물의 내진 보강까지 적용이 가능하다. 원주대 치과병원, 충북지방중소기업청, 부산대와 충북대 등에 적용됐다.

삼축내진말뚝은 모든 방향에서 동일하게 수평방향 하중에 저항하는 구조시스템이다. 건물 하부의 트러스 기둥이 설치되는 효과로 수평과 수직적 저항에 우수하다. 삼축내진말뚝은 직접기초에서 지내력이 부족한 경우와 말뚝 기초에 수평력이 부족한 경우 안정성을 확보해준다. 소규모 건축현장에서도 시공이 용이해 기존 건축물의 내진 보강에도 최적화된 공법이다.

STS 웨이브 물탱크는 벽체가 평평한 형태의 패널이 아닌, 물결 모양이다. STS304 수준의 내식성을 가지면서도 항복강도는 STS304보다 1.7배 높은 고강도 스테인리스강(PossHN1, STS316HN3, STS329LD) 패널로 구성돼 있다. 지진 모의실험에서 설계 지진력(진도 약 6.5 수준)보다 2.5배 큰 지진에서도 주요한 구조적 손상 없이 충분한 내진 성능을 확보하는 것으로 나타났다. 여의도 파크원 등 건축물부터 각종 산업시설에 적용됐다.

포스코 측은 관련 솔루션의 개발과 적용 확대에 더욱 박차를 가하겠다고 밝혔다.