기존 철근콘크리트 공법 대비 공기 및 공사비 15%, 기둥 단면 40% 이상 절감
포스코 · 포스코건설 공동 개발 후 강소고객사와 기술 함께 사용… ‘Business With POSCO’ 실현
서울 호텔신라 주차장 · 문정동 업무시설 신축공사 등 11곳에 적용돼

포스코가 개발한 ‘POSCO-Box Column(이하 P-Box 기둥)과 철근콘크리트 보 접합공법’이 지난 7월 23일 건설신기술(868호)로 지정됐다. 이 기술은 콘크리트 충전형 강관 제품인 P-Box 기둥에 수평 구조재인 철근콘크리트 보를 접합하는 것으로, 국내뿐만 아니라 외국기술에도 의존하지 않은 독창적인 공법이다. 포스코 고유의 솔루션이 건축시장에 혁신적 변화를 가져올 것으로 기대된다.

P-Box는 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. HSA600은 두께가 6~16mm면서 인장강도 600Mpa과 항복비 0.8을 보증하는 건축용 열연재로, 현재 내진 성능을 갖춘 인장강도 600Mpa 이상의 열연제품은 포스코만 생산이 가능하다.

기존의 사각형 강관은 4면의 모서리를 모두 용접해 제작하기 때문에 가격이 높고 품질 확보가 어려웠지만, P-Box는 열연재를 구부려 중앙만 용접하기 때문에 제작이 간편하다. 또한 내부 보강재의 영향으로 6mm의 판재로도 기존 9mm 두께와 같은 강도를 확보할 수 있다.

이 기술의 기본은 기다란 P-Box를 공장에서 제작 후 기둥에 보를 접합할 앵커를 미리 부착하는 것에서 시작한다. 그 후 기둥을 시공 현장으로 옮겨와 설치하고, 각 앵커에 가로 방향 콘크리트 보를 부착하는 방식이다. P-Box 기둥은 높이가 15m에 달하기 때문에 한 번에 3층 높이를 시공할 수 있다. 한 번에 한 층씩만 올려야 하는 철근콘크리트 방식과 비교해 큰 차별점을 갖는 부분이다.

그러나 기존 철근 콘크리트 구조물의 기둥을 P-Box 기둥으로 1:1 대체하는 것으로는 가격 경쟁력을 갖추기 어려웠다. 포스코는 이 난제를 해결하기 위해, 기둥 폭보다 더 넓은 폭의 보를 거더(Girder)로 적용했다. 거더는 기둥과 기둥을 연결하는 역할을 한다. 거더의 폭이 기둥보다 넓어지면, 거더 하나가 지탱하는 하중이 늘어나 기존 2개 거더를 1개로 축소할 수 있고, 거더를 연결하는 보부재(beam)는 전면 삭제할 수 있다.

또한 기존 공법의 기둥이 1,000mm x 1,000mm의 크기를 요구했다면, P-Box 기둥을 이용한 신기술로는 500mm x 500mm만으로도 같은 무게를 버틸 수 있다. 기둥이 작아지면, 동일 넓이의 부지에서도 건물 안의 유효 면적이 늘어난다. 즉, 같은 공간을 더 넓게 사용할 수 있다. 기존 철근콘크리트 공법 대비 약 10~15%의 경제성 확보가 가능하고, 탄소 배출량을 저감시킬 수 있는 친환경적인 공법이기도 하다.

포스코는 본 기술을 포스코건설과 공동으로 연구하고, 엔지니어링사인 피컴스, 종합건설사인 한라·한양·호반건설 등도 기술 개발에 참여토록 했다. 소재, 설계, 시공까지 건설 전 라인에 걸쳐 현실적인 기술 개발이 될 수 있도록 하기 위함이다. 또한 포스코의 강소고객사인 ㈜덕암테크에서 신기술을 이용한 제품 제작이 가능토록 지원해, 고객사의 기술력과 매출 증대에도 기여하고 있다.

이 신기술은 이미 서울 장충동 호텔신라 부설주차장, 서울 문정동 업무시설, 경기 하남 신축 아파트 등 11곳 이상에 적용되며 시장에서의 경쟁력도 검증을 마쳤다. ㈜호반건설 설계담당자는 “이 기술을 이용해 공사비 절감은 물론 공사 기간을 15% 단축했고, 기둥 단면이 40% 절감돼 분양할 수 있는 면적이 늘어났다.”라고 만족감을 전했다. 또한 ㈜한양의 기술담당자는 “포스코 HSA600 강재를 적용한 P-Box는 공장제작으로 품질이 우수하고, 1부재당 15m까지 한 번에 설치할 수 있어 기존 공법 대비 시공성이 대폭 개선되었다.”라고 말했다.

건설신기술로 지정된 P-Box 접합공법은 향후 8년간 보호기간이 부여된다. 국토교통부 장관이 발주처에 신기술을 우선 적용할 수 있도록 권고하며, 건설공사 입찰참가자격 사전심사 시 이 기술을 활용하면 가점을 받을 수 있다.

이번 기술을 개발한 포스코 철강솔루션연구소(소장 주세돈 전무)의 김진원 책임연구원은 “기존 철근콘크리트 공법은 현장에서 노동력이 많이 투입되기 때문에 최근 인건비 상승으로 어려움이 있었다. 포스코의 소재와 기술력을 통해 건설 산업에 솔루션을 제공하고자 기술 연구에 착수했다.”라면서 “P-Box 기둥에 적용할 소재 개발에 강건재판매그룹, 강건재솔루션그룹, 품질설계그룹, 열연선재연구그룹이 합심해 1년 만에 HSA600을 양산화했다. P-Box 접합 공법의 연구개발과 신기술 지정에도 3년이 걸렸다. 이 기술로 노동집약적인 재래식 공법보다 경제적이면서 안정적인 신기술에 대한 수요가 국내외에서 늘어날 것으로 기대한다.”라고 말했다.

포스코는 HSA600 제품 및 P-Box 기둥 기술과 더불어 건축시장에 다양한 WTP 제품과 솔루션을 내놓고 있다. 구조재 이외에 고내식강인 PosMAC(POSCO Magnesiumn Aluminium alloy Coating product)을 적용한 건축용 내외장재, 태양광 하지재 등을 개발하여 제품의 사용연수를 높일 수 있는 솔루션도 제공하고 있다. 포스코는 이번 신기술이 시장에서 더 활발히 적용될 수 있도록, 고객맞춤형 제품과 이용기술 지원을 이어나가, 회사의 비전인 Business With POSCO를 실현하겠다는 방침이다.

-출처: POSCO 뉴스룸