현대엔지니어링, ‘H형강 모듈러 접합 구조 시스템’ 한국강구조학회 기술인증 획득

<사진=현대엔지니어링>

현대엔지니어링(대표이사 주우정)이 현대제철과 공동 개발한 ‘H형강 활용 철골모듈러 접합 구조 시스템’에 대해 한국강구조학회 기술인증을 획득하며 고층 모듈러 건축 시장을 선도할 기술력을 입증했다고 12일 밝혔다.

이번에 인증받은 기술은 공장에서 제작한 상자형 모듈 유닛을 현장에서 적층·조립할 때 핵심이 되는 접합부 구조 기술이다. 고층 모듈러 건축의 최대 과제로 꼽히는 구조 안전성 확보와 현장 시공성 향상을 동시에 실현한 것이 특징이다.

특히 2024년 5월 개정된 강구조 내진설계기준에 따라 새롭게 개발된 강구조의 접합 기술을 실제 프로젝트에 적용하기 위해서는 국토교통부가 지정한 한국강구조학회의 검증을 받아야 한다. 이에 따라 현대엔지니어링은 동일 실험체 2개 이상을 활용한 반복 가력 실험과 기술 심의를 통과하며 높은 수준의 기술 신뢰성을 확보했다.

기존 중층 이상 모듈러 건축에서는 하중을 지지하기 위해 강판을 절단·용접하여 제작한 빌트업(Built-up) 각형강관 부재를 주로 사용해 왔다. 그러나 이 방식은 제작 과정이 복잡해 비용이 증가할 수 있고 제작사에 따라 품질 및 치수 정밀도에 편차가 발생할 수 있으며, 자재 수급 측면에서도 불리한 점이 있었다.

현대엔지니어링은 규격화된 표준 H형강 기성재를 주요 구조재로 적용해 이러한 문제를 개선했다. 표준화된 자재를 활용함으로써 원가를 절감하고 자재 수급 안정성을 높였으며, 개방형 단면 구조를 가진 H형강 특성상 단면 품질의 균일성을 확보할 수 있게 됐다. 또한 내화 피복 시공이 용이해 다양한 내화 성능 요구 조건에도 유연하게 대응할 수 있다.

모듈러 건축은 현장에서 모듈을 쌓을 때 위치를 얼마나 정밀하게 맞추고 효율적으로 체결하느냐에 따라 시공 품질과 공정 효율이 크게 좌우된다. 현대엔지니어링은 이러한 시공성을 획기적으로 높이기 위해 두 가지 핵심 기술을 적용했다.

먼저 ‘2방향 위치정합 가이드 시스템’이다. 크레인으로 모듈을 인양 및 설치할 때 가이드가 모듈을 정확한 위치로 유도하는 기술이다. 모듈에 설치된 가이드가 가로 및 세로 방향의 일정 범위 내 오차를 흡수함으로써 모듈이 정위치에 안착하도록 돕기 때문에, 유격이나 흔들림 없이 빠르고 정밀하게 모듈을 쌓을 수 있다.

또한 ‘수평 방향 볼트 체결 방식’을 적용했다. 기존에는 천장이나 기둥 내부의 협소한 공간에서 상하 방향으로 볼트를 체결해야 하는 방식이어서 작업 공간 확보가 어렵고 구조물에 따른 간섭도 많았다. 반면 새 방식은 작업자가 정면에서 볼트를 체결할 수 있도록 설계돼 충분한 작업 공간을 확보할 수 있으며, 전동 공구 사용도 한층 용이하다. 이를 통해 작업 안전성을 높이고 현장 조립 시간도 20% 이상 단축할 수 있다.

구조 안전성 검증은 한국강구조학회 연구진 참여 아래 진행됐다. 지진이나 강풍으로 건물이 크게 흔들리는 상황을 가정한 반복 가력 실험(2층 규모 실대형 골조 실험) 결과, 해당 기술은 현행 건축구조기준(KDS)에서 요구하는 최대 층간변위 2%를 크게 상회하는 4% 수준의 층간변위에서도 구조적 손상이나 강도 저하 없이 안정적인 성능을 유지했다.

또한 건물 하중이 기둥으로 직접 전달되도록 구조를 단순화해 특정 부분에 힘이 몰리거나 건물이 한쪽으로 치우치는 문제를 줄임으로써 구조 설계와 안전성 검증의 신뢰성을 높였다.

특히 이 기술은 ‘H-모듈러 랩(H-Modular Lab)’ 테스트베드에 실제 적용돼 적층 시공 검증까지 성공적으로 완료했다. ‘H-모듈러 랩’은 현대엔지니어링과 현대제철이 2024년 11월에 함께 구축한 ‘기술 집약적인 모듈러 실대형 테스트 랩’이다.

현대엔지니어링은 이번 기술인증을 계기로 데이터센터 및 산업건축 분야에 OSC 기술 적용을 확대해 나갈 계획이다.

현대엔지니어링 관계자는 “모듈러 건축의 경쟁력은 공장 생산의 정밀도뿐 아니라 현장에서 얼마나 빠르고 안전하게 조립할 수 있는지에 달려 있다”며 “이번 H형강 철골모듈러 접합 구조 시스템은 시공 오차 흡수, 작업자 안전, 구조 내진 성능을 모두 확보한 기술로, 향후 고층 모듈러 건축 시장의 새로운 기준을 제시할 것으로 기대된다”고 말했다.

한편, 현대엔지니어링과 현대건설의 통합 R&D 조직인 HMG건설기술연구원은 에너지, 미래주거, 스마트건설, 인프라를 4대 핵심 연구 분야로 선정하고 미래 성장동력 확보를 위한 연구개발 역량 강화에 집중하고 있다. 모듈러 등 OSC(Off-Site Construction, 탈현장 건설) 분야를 미래 핵심 성장동력으로 육성하고 있으며, 내화·내진·음향·접합기술 등 고층 모듈러 건축의 핵심 기술 개발을 통해 건설산업의 혁신을 선도하고 있다.