철골 세우기의 과정, 사용 기계 및 피복 방법

철골 구조물의 가장 주요한 뼈대를 만드는 것은 철골 세우기입니다. 이번 포스팅에서는 철골 세우기 과정에 대해 알아보고 이 과정에서는 어떤 기계를 사용하는지와 내화를 위한 피복 방법에 대해 알아보겠습니다.

 

 

철골 세우기 과정

현장에서 철골을 세우는 순서는 다음과 같습니다. 먼저 기초 주각부에 먹을 매깁니다. 앵커볼트를 설치하고 매립한 후 기초 상부 윗면의 레벨을 고릅니다(고름질). 이후 철골을 세우고 가조립합니다. 가조립 후 변형이 있는지를 확인하여 변형을 바로잡고 정 조립을 마치면 본 접합을 합니다. 본 접합까지 마무리가 되면 접합부의 이상 여부를 검사하고 최종적으로 도장작업을 합니다. 다음으로는 각 과정을 조금 더 자세히 설명드리겠습니다.

기둥 세우기 순서를 세부적으로 나눠보자면, 처음엔 기둥에 중심선을 먹을 매깁니다. 이후 기초 볼트의 위치를 다시 점검하고, 베이스 플레이트(Base Plate) 높이 조정용 라이너 플레이트(Liner Plate)를 고정합니다. 고정되면 기둥을 세우고 주각부에 모르타르를 채우면서 마무리합니다. 이때 주각의 형식은 콘크리트와 철골 기둥재 사이의 기초 접합 방식에 따라 다르게 분류되는데, 그 종류로는 노출 주각과 보강 주각, 매립 주각이 있습니다.

앵커볼트를 매입하는 공법에는 크게 두 가지로 나뉩니다. 첫 번째로 고정 매입 공법은 앵커볼트의 위치를 완전히 고정한 후 콘크리트를 타설하는 것입니다. 시공의 정밀도가 요구되거나 주요한 공사일 때, 그리고 앵커볼트의 지름이 클 때 많이 사용됩니다. 두 번째로는 가동(나중) 매입 공법입니다. 가동 매입 공법은 기초 콘크리트에 앵커볼트를 묻을 수 있는 구멍을 미리 내두었다가 나중에 이를 고정하는 공법입니다. 보통 경미한 공사를 하거나 앵커볼트의 지름이 작은 경우 사용합니다. 콘크리트를 타설할 때 함석 깔때기를 끼우기 때문에 위치를 조금 수정할 수 있습니다.

기초 상부 고름질은 상부 모르타르(Mortar)와 베이스 플레이트를 지지하는 베이스 모르타르(Mortar)를 이용합니다. 상부 모르타르 바름의 종류로는 전면 바름 방법, 나중 채워 넣기 중심 바름 방법, 나중 채워 넣기 십자(+) 바름 방법, 완전 나중 채워 넣기 방법이 있습니다. 전면 바름 방법은 기둥 저면보다 3cm 이상 넓게 바른 후 레벨을 체크한 후 모르타르로 충전해 경화한 뒤 기둥을 세우는 방법입니다. 시공이 간단하다는 장점이 있지만, 높은 정밀도가 요구되기 때문에 일반적으로는 경미한 구조물에 사용합니다. 나중 채워 넣기 중심 바름 방법은 기둥 저면의 중심부만 지정된 높이까지 수평으로 바르고, 이후 기둥을 세운 뒤 모르타르를 다져서 넣는 방법입니다. 레벨을 조절하거나 수정하는 것이 용이하다는 장점이 있어 주로 대규모 공사에 적합합니다. 나중 채워 넣기 십자(+) 바름 방법은 기둥 저변에 십자(+) 모양으로 지정된 높이만큼 모르타르를 바른 후 기둥을 세우고, 그 위에 모르타르를 다져 넣는 방법입니다. 보통 고층 철골 작업 시 적용합니다. 중앙부에 십자(+)형 패드 모르타르를 설치하는데, 그라우팅 시 공극이 발생하기 쉽습니다. 완전 나중 채워 넣기 방법은 베이스 플레이트 중앙부에 구멍을 낸 뒤 네 모퉁이에 철판을 괴어 수평을 조절하고, 이후 기둥을 세운 뒤 모르타르를 다져 넣는 방법입니다. 너트로 레벨을 조절할 수 있고, 주로 경미한 공사에 적용합니다. 한편 베이스 모르타르를 사용하는 베이스 플레이트 지지 공법은 별도의 규정이 없을 경우 이동식 매립공법으로 합니다. 이때 사용되는 모르타르는 무수축 모르타르로 하는데, 크기는 20cm 이상이고 두께는 30mm 이상 50mm 이내로 합니다.

 

사용 기계

철골 세우기용 기계에는 스티프 레그 데릭(Stiff leg derrick)과 가이 데릭(Guy derrick), 트럭크레인(Truck Crane)이 있습니다. 스티프 레그 데릭은 삼각형 토대 위에 철골 부재를 놓고 부품을 조작하는 방식입니다. 수평 이동이 가능하기 때문에 가이 데릭에 비해 층수가 낮고 긴 평면에서 유리합니다. 당김줄을 멜 수 없을 때 사용하며, 작업 범위는 180˚, 회전 범위는 270˚입니다.  가이 데릭은 가장 일반적으로 사용되는 기중기 중 하나입니다. 가이의 수는 보통 6개에서 8개 사이이며, 5톤~10톤 사이의 기계가 많습니다. 붐의 회전 범위는 360˚입니다. 붐의 길이는 마스트(Mast)보다 3~5m 정도 짧게 해야 하며, 당김줄은 지면과 45˚ 이하가 될 수 있도록 조정해야 합니다. 마지막으로 트럭크레인은 단어 그대로 트럭에 설치한 크레인입니다. 기동력이 좋고 스스로 움직이며 자립이 가능합니다. 특히 대규모 공장 건물을 시공할 때 적합합니다.

 

내화 피복 공법

철골의 내화 피복 공법에는 도장공법과 습식공법, 건식공법, 그리고 합성 공법이 있습니다. 도장 공법은 팽창성 내화도료를 도포하는 것입니다. 습식공법은 가장 많이 사용되는 공법으로서, 그 종류로는 타설 공법과 조적 공법, 미장 공법 및 뿜칠 공법이 있습니다. 타설 공법은 강재 주위에 경량 콘크리트와 콘크리트를 두께 5cm 이상 타설하는 공법입니다. 강재와 피복재를 일체화시키기 때문에 신뢰성이 높다는 장점이 있습니다. 조적 공법은 벽돌이나 콘크리트 블록, 돌, 경량 콘크리트 블록 등을 쌓는 방법입니다. 미장 공법은 철망 펄라이트 모르타르와 철망 모르타르를 바르는 것입니다. 뿜칠 공법의 경우 내화 피복재를 뿜칠함으로써 피복하는 공법인데, 단면 형상의 영향이 적으며 단시간 시공이 가능하다는 것이 장점입니다. 주재료로는 석면과 암면 등을 사용하고 접착제로는 석고와 시멘트, 그리고 석회를 사용합니다. 한편 건식공법에는 성형판 붙임 공법과 세라믹 울 피복 공법, 그리고 휘감기 공법이 있습니다. 성형판 붙임 공법은 석고보드, PC(Precast Concrete), ALC 판, 콘크리트판 등을 붙이는 것입니다. 가공성이 풍부하다는 장점이 있지만 재료의 손실이 크다는 단점이 있습니다. 또한 시공 정밀도에 따라 성능이 매우 달라지기 때문에 성능 저하의 우려가 있다는 것도 단점입니다. 합성 공법은 마감처리를 동시에 해결할 수 있는 공법으로 ALC 판, PC 판, 천장 판 등 마감재와 동시에 피복 공사를 하는 것입니다.

내화피복 공사를 검사하는 기준은 연면적 1,500m² 미만의 경우 검사 시 2회 이상 검사를 진행하며 검사에 불합격한 것은 재시공하거나 덧 뿜칠하여 보수해야 합니다. 미장 공법과 뿜칠 공법은 각 층마다 혹은 1,500m² 마다 부위별로 1회씩 5개를 검사합니다. 시공 면적 5m²당 1개씩 두께를 확인하며 시공해야 하는데, 뿜칠 시공 후에 코어를 채취하여 비중과 두께를 측정합니다. 조적 공법과 붙임 공법은 각 층 또는 1,500m² 마다 부위별로 1회씩 3개를 검사합니다. 재료 반입 시 비중과 두께를 확인한다는 것이 미장 및 뿜칠 공법과의 차이점입니다.