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내진 및 제진용 강재

전문가 제언: ○ 지진이 자주 발생하는 일본과 미국에서는 건축구조용 강재로서 내진용 강재에 대한 규정을 두어 건축물의 지진에 대한 안전성을 높이고 있다. 일본의 경우에는 내진설계의 강화와 강재의 용접성 향상을 목적으로 1994년 SN(Steel New Structure)강 규격(JIS G3136)을 제정하고 일반구조용 강재는 건축구조용으로 사용할 수 없도록 법제화 하고 있다. 미국의 경우에도 A992강과 A913강재를 내진용 강재로 규정하고 이의 사용을 권장하고 있다.

○ SN강은 반복적인 진동응력에 견딜 수 있는 소성변형성능을 갖는 동시에 철골접합에 중요한 용접성을 갖고 있다. 인장강도 400N/㎟급과 490N/㎟급이 있으며 항복비 80% 이하, 연신율 17~24%, 0℃ 샤르피 흡수에너지 27J 이상의 인성을 갖고 있다. 1995년의 Kobe지진 이후에는 내진성능이 더욱 강화된 강종으로 용접부의 취성파단 방지를 위한 용접구조용 고인성 강재, 0℃ 샤르피 흡수에너지 70J을 보증하는 프레스성형 각형강관, 복구성을 향상시킨 저항복점 강이 개발되어 실용되고 있다.

○ 국내의 KS D3652에 규정되어 있는 건축구조용 탄소강관(STKN강)은 샤르피 흡수에너지, 연신율, 항복비, 용접균열 감수성 등에서 SN강과 거의 비슷하다. POSCO에서는 1999년 SN강을 개발하여 KS를 획득하였고, 현재 내지진 강관으로 원형강관과 각형강관을 생산하고 있으며 최근 이들 강재가 송도의 글로벌 R&D센터에 적용됐다. 이외에도 내진성이 우수한 TMCP압연강이 개발되어 송도 동북아트레이트타워, 여의도 서울국제금융센터, 동남아 유통단지, 일산 킨텍스 등에 적용되고 있다.
○ 국내에서는 강구조 설계 시 강종의 선택은 대부분 용접성과 설계강도에 의해 결정되어 내진설계를 위한 강종 선택은 등한시되어 왔다. 그러나 최근 국토해양부가 건축전용 SN강재를 적용해 건축물의 내진안전성을 확보하도록 ‘KBC(Korea Buildnig Code) 2009’를 고시한 바 있다. POSCO에서 개발한 내진강은 국내에서 가끔 발생하는 비교적 약한 지진에는 충분히 대응할 수 있을 것이다. 그러나 대외 수출을 고려하여 내진강의 고성능화를 위한 지속적인 연구개발도 필요할 것이다.

저자: Kakumi Ishii
자료유형: 학술정보