‘H형강 창호프레임’으로 지진으로부터 안전해진다
‘H형강 창호프레임’으로 지진으로부터 안전해진다
  • 전찬민 기자
  • 승인 2022.10.20 11:48
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[공학저널 전찬민 기자] 더 이상 지진으로부터 안전지대라고 볼 수 없는 우리나라에서 지진이 발생한다면 대다수의 시설물들이 지진에 대한 저항 성능을 확보하지 못해 붕괴될 것으로 시설물 붕괴 시뮬레이션을 통해 확인됐다. 이러한 지진 피해를 최소화 하고 지진에 대한 저항성능을 향상시키기 위해서는 기존 내진보강기술의 적용과 이에 대한 보강계획이 절대적으로 필요한 상황이다.

우리나라는 환태평양 조산대 근접지에 위치한 유라시아판에 속해있으며, 환태평양 조산대는 지진발생 진도가 높아 일명 불의 고리로 불려진다. 한반도 주변에서 지난 2008년 5월 발생한 쓰찬성 지진은 도시를 폐허로 만들어 버린 강력한 지진이었고, 우리나라 대통령이 지진현장을 방문하며 지진으로 인한 피해의 심각성을 영상으로 생생히 확인할 수 있었다.

또한 2011년 3월에는 동일본 대지진이 발생해 후쿠시마 원전을 무력화 시켜 엄청난 피해가 발생했으며, 지진이 발생한 이후 10년이 지난 현재에도 지진 피해를 한창 복구하고 있는 실정이다. 우리나라는 지진에 대비하기 시작한 역사가 짧기 때문에 중국과 일본에서 발생한 지진이 우리나라에서도 발생하면 상당한 피해가 발생될 것으로 예상된다.

특히, 지난 2016년과 2017년에 발생한 경주, 포항 지진으로 인해 우리나라도 불의 고리 중심에 위치하지는 않지만 중·저지진이 충분히 일어날 수 있다는 인식과 지진에 대한 관심을 불러일으키며 내진보강기술에 대한 관심도 증가하고 있다.

물론 이전부터 내진보강기술은 지속적으로 개발이 진행되고 있었고 그 중 대표적인 기술이 댐퍼기술이다. 하지만 한반도의 역사적 통계나 현재 발생하는 지진의 크기를 살펴보면 중·저지진이 발생하고 있고, 국내 건축물중 내진 설계가 되지 않은 건축물은 대체적으로 저층구조물인 점을 고려해 강지진과 고층구조물에 접합한 댐퍼기술은 우리나라 실정에는 맞지 않는다는 것이 전문가들의 의견이다.

이에 따라 우리나라의 실정에 적합한 강성과 연성 능력을 향상시킬 수 있는 보강방법, 미관을 해치지 않는 보강방법에 대한 연구가 활발히 진행되고 있으며, 이를 충족한 내진보강공법이 개발돼 주목을 받고 있다. 그 공법이 바로 ‘H형강 창호프레임’이다.

H형강 창호프레임은 구조체 내부에 보강함으로써 적은 개소를 보강하고도 건물 전체를 제어할 수 있는 효과적인 내진보강방법으로, 기존 건물의 디자인을 저해하지 않고 원상복구할 수 있다는 것이 장점이다. 또한, 우리나라 건축물 특성 즉, 강도가 보강되고 변위가 적게 발생하는 저층 구조물에 특화된 내진보강기술이다.

특히, H형강 창호프레임은 기둥부와 보로 이뤄진 철근콘크리트 구조물 개구부에 사각틀 프레임을 기둥면 내에 시공하는 내진보강공법이다. 프레임의 경우, 수직철골과 수평철골로 구성돼 있으며 프레임 모서리에는 패널존 가새부재와 베어링플레이트가 경사지게 설치된다.

또한, 공장에서 제작된 프레임은 화물차를 이용해 현장으로 운반되고 크레인을 이용해 보강위치로 인양거치 된다. 가 거치된 프레임은 수평, 수직도 조정 작업을 거친 후 4면 케미컬 앵커시공, 이격 틈 고기능에폭시주입 등으로 기존 구조체와 합성거동을 유도해 보강공사를 완료하게 되며, 건축마감은 사용자 기호에 따라 다양하게 연출도 가능하다.

내진보강공사 주 공종은 공장에서 이뤄지며 현장에서는 프레임 거치와 콘크리트 천공이 진행되는데 이로 인해 업무, 수업지장 등의 민원이 발생할 수 있다. 하지만 프레임거치는 1~2일 정도 소요되기 때문에 주말을 이용해 거치 완료하고 콘크리트 천공은 야간작업을 통해 시공하면 보강공사로 인한 민원발생 원인을 해소할 수 있다는 것이 장점으로 손꼽히고 있다.

이러한 내진보강공법 H형강 창호프레임을 개발한 비코비엔㈜은 2010년 기존 건축물 내진보강기술이 전무한 상태에서 무에서 유를 창조한 국내 내진보강 선두기업이다. 비코비엔은 자연재해로부터 안전한 나라를 만든다는 사명 하에 끊임없는 연구개발과 시행착오를 경험하며, 비코비엔의 열정과 기술을 인정받고 있다.

특히, H형강 창호프레임은 현재까지 약 300건에 이르는 실적을 보유하고 있으며, 월성원자력 발전소, 부암댐 건축물, 국립목포병원, 덕수궁미술관, 학교, 공공기관 등 다양한 건축물을 보강했다. 또한 국내에서 발생한 2016년 경주 지진과 2017년 포항지진에서 H형강 창호프레임으로 보강한 13개 모든 건축물은 지진피해가 발생하지 않았고, 이러한 시공품질의 우수성과 안전성을 인정받아 행정안전부의 방재신기술 제60호로 지정받았다.

비코비엔 황대성 대표이사(사진)는 “H형강 창호프레임의 시공품질은 지난 2017년 행정안전부에서 표창을 수여하며 기술력을 인정받았고, 국내 최고 학회인 지진공학회, 콘크리트학회, 공간구조학회에서 기술인증을 받음으로써 전문가 검증도 끝난 상태”라며 “이러한 우수한 기술로 지진에 취약한 건축물을 사전에 보강함으로써 지진 발생 시 국민의 생명과 재산을 보호하는 역할을 H형강 창호프레임이 기여할 것으로 기대된다”고 말했다.

그는 이어 “민간건축물은 조적건축물이 많고, 조적건축물은 특히 지진에 취약하면서도 보강하기가 까다로운 건축물이다”며 “이 분야에 대해 효과적으로 조적조를 보강할 수 있는 기술을 개발해 민간건축물에도 보급할 계획”이라고 덧붙였다.

지진은 인간이 억제할 수는 없는 불가항력적인 자연재해이지만 이러한 내진보강공법을 통해 재해를 최소화할 수 있다. 이에 비코비엔은 앞으로도 지속적인 기술개발을 통해 국내 내진분야에 헌신할 수 있는 기업이 될 수 있도록 최선을 다할 예정이며, 국민의 안전을 책임진다는 사명감으로 자연재해로부터 대한민국이 안전한 그날까지 비코비엔의 노력은 앞으로도 계속 이어질 예정이다.


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