>>초경량 형강구조에 관하여  ㅣ  시공쉽고 경제적인 스틸하우스<<

 

 

 

초경량 형강이란 1mm내외 두께의 박판을 가장 유효한 형상으로 구부려 만든 경량형강(Light Gauge Steel section)으로 이를 사용하여 세워지는 스틸하우스는 구조물의 무게를 감소시켜 시공시의 용이성 뿐만 아니라 재료적 경제성으 최대로 결과물이다.경량 형강의 강도 및 강성은 원판의 두께보다 형상에 더 영향을 받으며 조립,도장,가공이나 배관,배선을 위하여 측면에 적당한 개구부를 뚫은 것도 있으나 응력상 지장이 없을 뿐만 아니라 자중을 감소시키는데 도움이 된다.

스틸하우스 구조부재는 미국 2" x 4"경골 목구조(Balloon framing)의 목조를 초경량 형강으로 바꾸어 사용한 것으로서 하중은 가벼우나 목재 부재의 단면성능과 경량형강부재의 단면성능이 비슷하여 경골 조걱족조의 스팬과 유사한 공간폭을 만들 수 있다. 필요시 지붕틀이나 조이스트에 경량형강 트로스를 사용하면 목조보다 더욱 큰 스팬을 가질 수 있으며, 동일한 스팬에 대하여 바닥 두께를 얇게 할 수도 있다.

또한 장스팬이나 다층구조물로 될 경우에도 일반형강과 복합적인 사용이 쉬워 설계장에게 다양한 설계의 가능성을 제공하고 있다.
비내력벽은 강판두께 0.8mm 스터드,외벽 및 내력벽은 1.0mm 와 1.2mm의 스터드가 사용되며 하중이 집중되는 부분에서는 스터드의 갯수와 두께를 증가시켜 보강하면 된다.

 

 

건축물 골조구성

 

스틸하우스의 지붕 및 바닥체는 각각 트러스 및 조이스트로 구성되게 되며 이들 부재는 일반 철골구조의 보와 같이 바닥하중을 일방향으로 전달하는 일방향구조에 해당한다. 따라서 스틸하우스의 ㅁ든 중력하중은 트러스 및 조이스트에 의하여 일방향으로 전달되게 되며 이에따라수지부재인 스터드 벽체는 골조구성의 방향에 다라 크게 내력벽과 비내력벽으로 형성되므로 초기골조으 구성방향이 부재의 구성에 큰영향을 미치게 된다.

 

 

스틸하우스의 구조설계방법

 

구조적인 측면에서 스틸하우스를 고려할 때 기존의 철골구조물과 상이한 점은 크게 4가지로 대변할 수 있다.

  • 첫 번째 자재적인 측면에서 볼 때 스틸하우스는 박판의 자재를 활용함에 따른 좌굴문제를 크게 고려해야한다는 점을 간과할 수 없다. 즉 모든 자재는 박판의 강판을 활용함에 따른 국부좌굴 및 부재좌굴 검정이 반드시 이루어져야 한다. 실제 스틸하우스의 구조설계시에는 이러한 복잡한 좌굴계산을 피하기 위하여 구조물릐 설계 이전에 미리 자재의 좌굴에 대한 검증을 거쳐 설계메뉴얼으 형태로 재작된 부재 허용하중표를 사용하는 것이 일반적이며 간편한 방법이다.
  • 두 번째 구조적인 측면에서 스틸하우스는 그 구조부재로서 내하력이 적은 부재를 사용함에 따라 일반 철골구조물의 기둥-보 방식보다는 적용하중을 등분포하중으로 처리하는 내벽력방식으로 설계하는 것이 일반적이다. 즉, 수직하중을 담당하는 스터드의 간격은 마감재의 영향을 받게되나 미국에서는 60cm, 일본 및 국내의 경우에는 45cm간격으로 스터드를 배치할 게 된다.
  • 세 번째 스틸하우스의 특징은 모든 부재의 연결이 스크류 등을 통한 핀접합으로 이루어짐에 따라 횡력에 대한 안정성에 문제가 있을 수 있다. 이를 위하여 수직하중에 대한 검정이후에 반드시 수평하중에 대한 구조계산이 필요하게 된다. 수평하중에 저항할 수 있는 벽체를 일반적으로 전단벽이라 부르며,횡력저항시스템은 슬래브격막과 합판등에 의한 전단벽을 이용하게 된다.
  • 마지막으로 스틸하우스의 구조적인 특징은 접합부 및 디테일의 특수성을 들 수 있다.스틸하우스는 박판의 자재를 사용하고 접합에 주로 스크류 등을 사용함에 따라 용접이나 고력볼트등을 사용하는 일반 철물구조물과는 접합방법 및 상세에서 큰 차이를 갖게 된다. 따라서 이에 대한 구조가 구조물의 전체안전성에 큰 영향을 미친다고 할 수 있다.

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경제적인 측면에서 스틸하우스는 아직 조적조 주택보다 유리하다고 할 수는 없으나 공기가 짧아 자본 회전율을 높일 수 있고 내구성이 높아 주택의 수명이 길뿐아니라 자원 재활용이 가능하고 인건비의 상승 추세를 감안하면 경제적으로도 스틸하우스의 경쟁력은 충분한 것으로 평가된다.
 

스틸하우스의 경쟁력 분석

 

스틸하우스의 경쟁제품으로서 기존에 보급되고 있는 목조 주택과 조적조 주택을 들 수 잇으며 조적조 주택의 경우,오랫동안 우리나라 주택문화를 형성해오고 있는 주택형태이고 목조 주택은 최근 전원주택 및 전원카페으 붐과 함게 활발히 도입되고 있다.

구분

장점

단점

목조주택

  • 습도 유지
  • 소비자들에게 친밀한 이미지
  • 개성있는 외곽표현
  • 공사기간이 비교적 짧음
  • 고가
  • 숙련공 부족(고임금의 외국닝력)
  • 건축후 변형 가능성
  • 품질관리의 어려움
  • 양질의 목재 공급이 어려움
  • 목재 가격의 상승

조적조
콘크리트조 주택

  • 저가
  • 내화성이 좋음
  • 방음력이 좋음
  • 층고가 낮음
  • 숙련되 건축 인력이 많음
  • 소비자들에게 익숙한 주택형태
  • 양질의 재료확보가 어려움
  • 보온,방수력이 낮음
  • 공사기간이 길다
  • 품질관리가 어려움
  • 건축 폐기물 처리가 어려움

스틸하우스

가격경쟁력

  • 자재(철강)가격의 안정세
  • 조적조 주택 소재보다 비싼편

제품 및 기술 경쟁력 측면

  • 시공품질의 균일화
  • 견고성,단열성,재활용성능 우수
  • 다양한 외관 표현가능
  • 내부 공간 변경용이
  • 짧은 공사 기간
  • 5층 건축물도 구조적 보완으로 적용이 가능
  • 온돌 문화에 적합한 기술개발 필요
  • 조적조 보다는 낮은 차음력

공급소재 측면

  • 주소재(철강)의 안정적인 공급
  • 국내 철강제품 및 기술의 우수성
  • 제품 규격화
  • 자재 공급문제 해소됨
  • 부자재의 품질력 (수입재보다 우수한 제품필요)

시공용이성

  • 표준 규격화 및 조립식 공법으로 공기 단축 및 건설현장 인력절감
  • 숙련공 부족이나 교육중
  • 시공경험 부족이나 교육중

철강 이미지

  • 자연 재해에 강하다는 이미지
  • 환경 친화적인 소재
  • 주택 소재로서의 강재에 대한 인식부족

 

시장 세분화 측면

주택 시장을 세분화하면 크게 아파트,다세대주택,단독주택 시장으로 구분할 수 있으며 현재 우리나라 주택 건설물량의 약 80%가 아파트 수요이다. 스틸하우스로는 철골 부재로 보강하는 경우 5층 아파트로도 시공이 가능하여 전망이 밝다고 하겠다.

1) 다세대 주택은 일반적으로 연립이라고 불리는 서민용 다세대주택과 빌라라고 불리는
    고급 다세대주택으로 구분할 수 있다.
2) 단독주택의 경우은 다시 단독가구용 다가구용 주택으로 구분할 수 있으며 또한 지역에 따라
    도심주택,전원주택,농촌주택 등으로 분류할 수 있다.

시장구분

가격측면

다세대

연립주택

비교적 저렴한 가격

빌라

높은 가격대 형성

단독

도심주택

다양한 가격대

전원주택

중,고가

농촌주택

저렴한 가격대

기타

다양한 가격대

 

시장 변화 측면

앞으로의 주택시장 구조는 소득수준 향상으로 수요가 점차 고급화, 다양화 되어 가고 있는데 이러한 변화속에서 기존의 가격 및 품질위주의 경쟁 형태는 제품의 유연성에 중점을 둘 것이며 공기,수명,구조변경 가능성 등이 주요 경쟁 요소가 될것이다.
따라서 유망한 목표시장의 조건은 첫째,시장의 크기가 충분히 커야하고 둘째,자사의 제품이 타사 제품보다 가격,시공품질,건축공기,건물수명,유효면적,차음성,구조변경의 용이성,시공용이성 등의 측면에서 우위를 가져아 한다.
스틸하우스 건축비는 목조주택과 비슷하다고 인식되어 왔으나 최근 달러화의 강세로 목조보다 훨씬 저렴해졌으며 조적조주택보다는 비싼편이다.현시점에서 스틸하우스의 유망시장은 고급 다세대주택 및 전원주택 등을 생각할 수 잇으며 이 경우,고객의 요청에 따라 다양한 가격의 자재 사용이 가능하므로 저렴한 가격의 상품공급도 가능하다. 따라서 향후 국산 부자재의 품질을 향상시키고 시공 인건비 인하 등의 노력으로 서민용 다세대주택과 농촌주택도 잠재 유망시장에 포함 시킬 수 있다.

 

 

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