기획특집: 강구조 설비 산업의 현황과 새로운 비전은?
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강구조 설비 산업의 현황과 새로운 비전은?
건설산업 부진으로 전망 ‘불투명’…경량화-고강도로 발전

글 / 메탈넷코리아(월간 용접저널) 취재부 김가애 기자
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  • 인터뷰 ①: 현대제철㈜ 부장 추문식(강구조물 제작 경쟁력 향상 및 수입품 관리 감독 강화돼야)
    강구조물은 건설산업과 밀접한 관련을 갖고 있고, 특히 비주거용 분야인 상업용 건축물 및 공장 등의 건설에 크게 영향을 받는다. 최근 건설 산업현황을 살펴보면 강구조물의 선행지표인 철골조 착공면적
  • 인터뷰 ②: 동국제강㈜ 차장 변홍열(내진설계 중심 강재 ‘초고장력강’ 개발 이어져 )
    강구조의 수요는 보통 1,000만 톤 가량 되는 것으로 알려져 있다. 하지만 지난해에는 강구조의 수요에 큰 영향을 미치는 건설경기의 하락세를 바탕으로 800~900만 톤 정도 수요가 됐던 것으로 파악하고
  • 인터뷰 ③: 티섹구조ENG 대표이사 강도안(강구조물-콘크리트 장점 결합한 ‘합성구조’ 활성화 필요)
    강구조 산업은 최근 2년간 불어 닥친 금융위기 등으로 고전을 면치 못하고 있는 건설산업으로 인해 큰 어려움을 겪을 것으로 보인다. 이를 증명이라도 하듯 현재 몇몇 대형 건설사의 파산이 잇따르고 있고
  • 인터뷰 ④: 당진철구공업㈜ 대표이사 김해식(2011년 강구조 설비 산업 수주 경쟁 치열할 듯)
    정부, 민간 주도의 인프라 및 대형 프로젝트인 돔 경기장, 초고층 빌딩, 철도역사 신축 등의 발주가 대기 중인 것으로 알고 있다. 또한 제철, 화학/화공, 발전 플랜트 등의 대형 신·증설은 꾸준히 증가돼
  • 국제용접&절단&레이저설비산업전시회

    21세기에 들어서면서 우리나라 산업계의 눈부신 혁명과 발전이 이뤄지고 있다. 이 같은 산업구조의 변혁에 따라 구조물의 대형화 현상이 두드러지고 있다.
    강구조는 철근콘크리트 구조와 비교해 대조적인 특징을 갖고 있다. 강구조는 콘크리트 등 타 부재에 비해 단위면적당의 강도가 매우 큰 재료로 알려져 있다. 강구조는 강하고 인성이 풍부하며 시공성이 우수한 재료다. 이 때문에 단면이 작아질 수 있고, 따라서 자중이 감소되므로 타 부재에 비해 훨씬 큰 스팬, 초고층 건물 등에 적합하다.
    현재 토목, 건축, 교량, 철탑 등 여러 분야에서 강구조의 사용이 급속히 증가하는 추세를 보이고 있다. 강구조는 특히 초고층 건물 등 대형구조물에 많이 쓰이고 있다.
    그리고 최근 구조물의 형태는 고도화, 대형화로 변화하고 있다. 과거와는 달리 복잡하고 특수한 기술과 재료 없이는 시공이 어려워졌고, 구조적 안정성은 물론, 탁월한 기능성과 환경친화적인 조형미까지 요구되는 추세다.
    문명과 기술이 발달하면서 구조물의 축조 기술 또한 눈부시게 발전을 거듭하고 있는 지금, 용접저널 6월호는 최근 산업계의 ‘대세’라는 강구조, 그리고 강구조 설비산업에 대해 알아봤다.

    Ⅰ. 강구조 설비의 개요
    강구조 설비를 알기 위해서는 기본적으로 ‘강구조’에 대해서 알아야 한다. 강구조(steel structures, 剛構造)는 기둥, 들보 등 건축용재의 접합부분이 일체성을 가지고 완전히 단단하게 접합돼 있는 구조로, 철근 콘크리트 구조가 대표적 예다.
    즉, 공장에서 제련, 성형된 구조부재를 리벳, 볼트 또는 용접 등의 방법으로 접합해 하중을 지지할 수 있도록 만들어진 구조체를 말하는 것으로, 강구조 설비라 하면 공장에서 제련, 성형된 구조부재를 리벳, 볼트 또는 용접을 하는 데 사용되는 설비를 뜻한다.
    강구조의 강재는 아래 표1과 같이 성분, 용도, 제조법, 형상 등으로 구분할 수 있다. 또 제조법은 고로와 전기로로 나눌 수 있으며, 제조공정은 그림 1과 같다. (표 1, 표 2, 그림 1 참조)
    또한 강구조 산업이 가장 많이 쓰이는 산업은 건설 및 토목, 교량, 해양구조설비 및 플랜트 산업으로 나눌 수 있다.





    (1) 건설 및 토목
    건설업이란 일반적으로 토지에 시설물을 신설하거나 변경하는 일련의 경제행위를 말한다. 그리고 강구조는 이러한 건설산업에서 시설물의 형태를 잡는 데 사용된다.
    건설산업은 근래 국내외 건설 공사의 형태에서 점차적으로 기술 집약형으로 전환되고 있으며, 새로운 공법과 가치 공학(VE, value engineering)을 통한 경영의 합리화 및 기존의 시공 영역에 기술적인 부분을 추가시켜 총체적인 건설 업무를 수행하는 EC(engineering constructor)화의 경영 전략까지 요구되고 있는 추세다. 또 건설산업은 주택 및 생산 시설의 구축에서부터 사회간접자본시설의 확충, 국토개발, 국제적 개발사업에 이르기까지 실물부문의 생산을 담당하며, 타 산업에 비해 생산 유발효과가 큰 국가경제의 기반산업으로 그 주요한 특성은 발주자의 주문을 받아서 생산하는 수주형 산업이다. 그리고 발주자의 주문조건이나 공사의 종류와 규모에 따라 생산물의 종류와 생산에 소요되는 시간이 천차만별인 특수성, 개별성의 성격을 띄고 있다. 또한 생산을 위해 현장이 이동되는 장소의 이동성을 갖고 있으며 다양한 자재와 기술이 결합된 종합산업이다.
    건설산업의 경쟁력은 기술력, 시공능력 및 경험, 공사관리능력, 회사의 지명도, 재무상태 등 포괄적인 요인이 복합된 가격 및 품질 우위에 의해 좌우되는 것으로 알려졌다. 정부에 의한 지속적인 진입규제 완화로 시장 진입은 쉬운 편이나 대부분의 공사수주는 일정자격 기준에 해당하는 업체들의 제한경쟁으로 이루어지며 최저가 공사는 가격경쟁력, 적격공사는 공사실적, 재무능력, 기술력, 신인도 등이 종합된 수행능력이 경쟁의 핵심 요소다.
    또한 고도의 기술력이 요구되는 플랜트, 발전소, 턴키형 발주공사 등은 아직 선도 건설업체들을 중심으로 수주활동이 이루어지고 있다. 최근에는 수요의 고급화와 수요자 우위의 시장으로 변모해감에 따라 가격, 품질, 고객서비스 등 소비자 만족이 한층 중요할 뿐만 아니라 재무적 안정성, 시공기술력, 건설관리 능력 등이 경쟁의 핵심요소로 작용하고 있다.
    이러한 건설산업에서 강구조의 역할은 크다. 서두에 밝혔듯, 강구조는 시설물의 형태를 잡는 데 사용되며 이는 인체와 비교한다면 뼈대에 해당되는 아주 중요한 부분이다.
    강구조 산업은 건설산업의 호재에 따라 상당한 영향을 받고 있다. 강구조 산업의 호황 여부 역시 건설산업의 호불호에 따라 크게 좌우되기도 한다. 강구조로 시설물을 건설할 시, 시설물의 전체 강도가 크고, 중층 이하의 건물에는 내진성이 우수함을 확인할 수 있을 것이다.
    아래 그림은 강구조가 사용된 일본 간사이 국제공항의 경량 지붕과 제주도 서귀포 월드컵 경기장이다. 이 외에도 강구조로 시공된 시설물은 주위에서 쉽게 찾아볼 수 있다. 특히 최근 건설되는 통유리 식의 시설물의 대부분은 강구조로 건설된 시설물이라고 보면 된다.



    (2) 교량
    1)현수교
    현수교란, 주탑(Tower) 및 앵커리지(Anchorage)로 현수선(Catenary curve)인 주 케이블(Main Cable)을 지지하고 이 케이블에 현수재(Suspender 또는 Hanger)를 수직으로 매달아 보강형(Stiffening Girder)을 지지하는 교량 형식을 말한다.
    현수교의 주 케이블 형상은 아치교와 유사하나 인장력만을 받는다는 점에서 크게 다르다. 이와 같이 인장력만이 발생하도록 하는 것이 재료의 효과적인 사용방법이다. 지간 1,000m 이상의 장대교가 거의 현수교라는 점도 이러한 역학적 특성을 잘 반영하는 것이다.
    적당히 늘어지게 친 케이블이 본체를 구성하는 다리로 그 주요한 구성요소는 주요 인장재인 주 케이블, 주 케이블의 장력을 대지로 이끄는 앵커 부분, 주 케이블의 최고점을 지지하는 강재 또는 철근 콘크리트구조 등의 탑, 보강형(플레이트거더 또는 트러스), 보강형을 주 케이블에 매다는 현수재의 5가지다.
    또 보강형의 종류에 따라 현수교를 분류할 수가 있다. 전형적인 현수교에서는 보강형은 그 양끝이 받쳐져 있지만 이 형의 중앙에 힌지(hinge)를 넣은 것도 있다. 또 보강형을 탑 사이에 단지 하나만 가지고 있는 것도 있고 탑의 외측에 각각 보강형을 갖춘 현수교도 가끔 볼 수 있고, 3개의 보강형을 연속시킨 현수교도 많다.
    현수교의 주 케이블로서는 휨성이 있는 인장에 강한 재료가 적당하다. 보통은 스트랜드 로프 또는 스파이럴 로프가 사용되지만 지간이 큰 현수교에서는 가늘고 강한 철사를 꼬지 않고 단지 한 묶음으로 한 이른바 평행선 케이블 공법이 채택되고 있다.
    경간수 및 보강형의 지지조건은 단경간 현수교, 3경간 단순지지 현수교, 3경간 연속지지 현수교, 다경간 현수교이며, 보강형의 형식은 트러스 형식과 박스형식으로 나뉜다. 대부분의 현수교는 주 케이블을 지상의 앵커리지에 고정시키는 타정식 (earth-anchored)이지만, 최근 들어 보강형이 주 케이블을 지지하는 자정식(self-anchored, 영종대교)현수교도 시도되고 있다. 자정식을 제외한 어떤 형식이라도 주 케이블이 모든 사하중을 지지하며, 따라서 사하중 상태에서 보강형에는 응력이 발생하지 않는다. 활하중과 같이 집중하중은 일단 바닥틀에 의해 지지되고 다시 보강형에 의해 분배되며 이 힘은 행거(hanger)를 통해 주 케이블로 전단되고 최종적으로 앵커리지에 전달된다.
    현수교에 활하중 등이 재하되면 보강형과 주 케이블이 이 하중을 분담 하여 지지하게 된다. 이 때, 사하중에 의한 주 케이블의 수평장력을 크게 하면 보강 형의 휨모멘트를 감소시킬 수 있다. 수평장력을 크게 하려면 케이블의 새그(f/l)비를 줄이거나 자중을 늘리면 된다.
    근대의 현수교에는 바닥부분에 플레이트 거더 또는 트러스를 조합해 강성을 높이는 구조가 사용되는데, 이를 보강형(補剛桁)이라고도 하며 이를 통해 하중이 분산되므로 현수교 전체가 큰 강성을 지니게 된다.
    현수교의 계획 및 설계 시 고려해야 할 항목으로는 보강형의 연속성, 중앙 경간과 측경간의 비, 중앙 경간과 새그(sag)의 비, 행거의 배치, 보강형의 형식, 주탑의 형식, 강 바닥판과 들보의 합성 및 비합성 등이 있다.

    2) 사장교
    사장교는 교각이나 기초 위에 세운 주탑으로 부터 비스듬히 사선형의 케이블로 주형(거더, Girder)또는 트러스를 지지하는 교량형식으로, 경간(徑間) 150∼400m 정도 범위의 도로교에 흔히 쓰이며, 경제적이고 미관에도 뛰어난 설계가 가능하다는 장점이 있다.
    국내에는 올림픽대교, 서해대교, 영흥대교, 인천대교, 진도대교, 돌산대교, 여수대교 등이 있다. 착상은 오래됐으나 본격적으로 근대 교량에 채용되어 주목을 받게 된 것은 제2차 세계대전 후 서독에서이다. 교각 사이의 거리가 150∼400m 정도 범위의 도로교에 흔히 쓰이며, 경제적이고 미관에도 뛰어난 설계가 가능하다. 교각 사이가 너무 길면 현수교와 같이 바람으로 인한 안정성에 문제가 된다. 교각 사이가 짧은 보도교에도 조형적인 효과를 얻기 위해 채택되는 일이 있다. 케이블의 배치, 탑의 형식 등 다양한 구조가 연구되고 있다.
    초기의 기술적 어려움으로 인해 본격적으로 발전하지 못했던 사장교 형식은 1950년 이후 50년의 짧은 기간 내에 비약적으로 기술 발전을 이루었으며, 급기야는 현수교가 지지하고 있던 500-700m의 지간을 이미 많이 뛰어넘어 890m가 공사 중이며 1000m를 훨씬 넘는 중앙지간의 사장교가 설계에 접어든 시점이다. 사장교의 건설기술이 성공적으로 정착되기 위해서는 바람과 지진에 대한 사장교의 동적 거동에 대해 정밀분석이 필수적이며 더불어 케이블의 피로특성, 시공성 등의 기술 개발이 전제되어야 할 것으로 보인다.
    사장교의 계획 및 설계 시 고려사항으로는 케이블의 배열 및 장력, 케이블 수, 주탑 및 보강형에 케이블이 정착되는 위치, 탑 기초부의 지지조건, 탑과 케이블의 결합조건 등이 있다.

    3) 아치교
    아치교는 활을 의미하는 라틴어 arcus의 어원을 갖는 아치(arch)로 지지하는 다리로, 강 및 콘크리트가 주 부재로 사용된다. 우리나라에서는 통일신라시대의 불국사에 있는 청운교, 백운교와 같은 석조 아치교를 시작으로 조선시대의 금천교(창덕궁), 영제교(경복궁)등을 거쳐 2001년 지간장 180m의 방화대교부터 2013년 완공 예정인 암사대교(그림 참조) 등에 이르기까지 다양한 아치가 완공 또는 시공되고 있다.
    아치교는 부재 내에 압축력만 발생케 하는 아치 구조의 성질을 이용한 교량 형식으로 기본적으로 2힌지 아치, 3힌지 아치의 형식이 있다. 교량의 주체를 Arch구조로 하여 지점을 이동하지 못하도록 만든 교량이다.
    아치교는 수평 반력에 의해 Arch Rib에 휨모멘트를 감소시켜 단면을 결정하게 되는 주 요인을 축 방향 압축력이 되게 만든 구조이다. 자중 상태에서는 부재에 휨이 발생하지 않도록 설계하는 것이 바람직하다. 강도로교의 경우에는 아치 리브에 필연적으로 휨이 발생하므로 아치 리브의 부재는 압축력과 휨에 동시에 저항할 수 있게 설계되어야 한다.
    바닥판에 작용하는 차륜 하중을 행거 또는 기둥을 이용하여 가능하면 등분포로 아치 리브에
    전달하고, 이 아치 리브를 통하여 지반으로 연결케 하는 구조체계를 갖고 있다. 하로 아치교는 바닥구조와 아치리브 구조의 연결방법에 따라 타이드 아치교, 랭거 아치교, 로제아치교 또는 닐슨 아치교 등으로 나누기도 한다.

    4) 트러스교
    트러스교는 본체가 트러스만으로 구성되어 있는 교량으로, 경간(span)이 커지면 공작에 많은 시간이 소요되는 불리한 점이 있으나 개개의 부재의 크기가 작고 가벼우므로 산간벽지와 같은 운반로가 없는 곳에서는 유리하며 비교적 간단하고 손쉬운 설비로 가설할 수가 있다. 초기에는 목재를 사용했으나, 점차 발달해 주철이나 연철의 시대를 거쳐 현재는 강트러스가 일반적으로 사용된다. 옛날의 트러스 부재가 대부분 핀으로 연결되어 있었으나, 구조가 복잡하며 내구성이 뒤지고 핀은 대개 녹이 슬어 그 작용이 완전하지 못한 결함이 있었다. 한편, 부재를 회전하지 못하도록 고정해도 큰 지장이 없음을 알게 되어 핀을 사용한 트러스교는 만들지 않게 됐다.
    또한 트러스교는 경간이 커지면 평판 거더교보다 사용강재가 적어도 되지만 공작에 많은 시간이 소요되는 불리한 단점이 있다. 그러나 개개의 부재는 크기가 작고 가벼우므로 산간벽지와 같은 운반로가 없는 곳에서는 유리하며 비교적 간단하고 손쉬운 설비로 가설할 수가 있다. 사용되는 트러스의 형식은 여러 가지가 있지만, 최근에는 평행현의 워런트러스 등이 많이 사용되고 있는 것으로 알려졌다.

    (3) 해양구조설비 및 플랜트
    해양플랜트는 일반적으로 바다에 있는 석유나 가스를 탐사하고 굴착, 생산하는 시설을 뜻한다. 흔히 'Offshore(오프쇼어)'라고 불리고 있으며, 산업 분야를 비롯해 그린 에너지라고 불리는 해상에서의 풍력, 조류, 파랑을 이용한 에너지 자원 개발과 관련된 발전설비, 그리고 담수화 장치, 소각장치, 핵폐기물 장치, 공항 및 항만, 해상 주차장 등 해상에 설치하는 모든 사회 기반 시설을 포함한다고 할 수 있다.
    이처럼 해양플랜트는 설치 또는 운용 위치의 자연환경이나 구조 특성상 육상 플랜트가 갖고 있는 특성 이에도 부식에 강해야 하고, 황화수소를 포함하는 경우 이에 대한 내부식성 확보돼야 한다. 가스전 고온과 고압이어야 하며, 방폭·방화가 가능해야 한다. 또한 이중안전 장치는 물론 경량화까지 요구되는 종합 특수설비다. 이 때문에 일반 철구조물 보다는 강구조가 적합하다.

    Ⅱ. 강구조 설비 산업의 국내 현황 및 전망
    (1) 국내 강구조 설비산업의 현황
    1) 시장구성 및 현황
    강구조의 수요는 대부분 건설과 토목이 4대6의 비율로 구성돼있다고 해도 과언이 아니다. 그만큼 건설과 토목에서 차지하는 비율이 상당히 큰 편이다. 이 때문에 강구조 산업의 호황여부는 건설, 토목산업의 호불호에 따라 크게 좌우된다.
    대부분의 강구조 설비 업체가 월 1,000톤 이하의 생산능력을 갖추고 있으며 그나마 많은 2,000~4,000톤 이상의 생산 능력을 갖춘 회사는 20여 개에 불과한 것으로 알고 있다. 이러한 점 등으로 미루어 국내 강구조 산업 시장의 통계가 없는 상황이긴 하지만, 연 200만 톤으로 추정해 보면 약 4~5조원의 결코 작지 않은 시장규모로 추정해볼 수 있다.

    2) 기술개발 동향
    과거의 강구조가 주로 일반재 중심이었다면 최근에는 내진 중심의 강재를 개발하고 있는 추세다. 시장 또한 대형 지진으로 인한 여러 나라의 피해를 봐왔기 때문에 크게 거리낌 없이 받아들이고 있는 분위기가 충분히 조성된 것으로 보인다. 현재까지 우리나라 건물의 대부분이 내진설계가 돼있지 않은 것으로 알려져 있다. 하지만 최근 일본 지진 사태의 영향을 받아 의무적으로 2층 이상 모든 건축물에 대해서는 내진설계를 하게 돼있고, 내진자재를 사용하게 돼있는 것으로 알고 있다. 일반 자재와 내진 자재는 품질에서부터 큰 차이가 난다. 아무래도 내진설계를 위해서는 강구조의 연성이 좋아야 하고 기계적 성질 자체가 많이 다르다. 이 때문에 상당한 기술력이 뒷받침 돼야 하고, 중요시되고 있다. 현재 세계적으로 건물 트렌드가 초고층으로 이뤄지다 보니, 강구조 역시 이에 맞는 초고장력강으로 발전하는 추세다. 또한 이웃나라 일본의 대지진 사태의 영향으로 내진설계에 대한 목소리가 상당히 높아진 상황이다. 아마 수 년 안에 이 같은 건설 문화가 정착될 것이라고 예상하고 있다.
    현재 건축 구조물의 기술개발 트렌드는 합성구조 쪽으로 변하고 있는 추세다. 강구조든, 콘크리트든 각자의 장단점이 있기 마련이다. 이러한 점 등으로 강구조의 장점과 콘크리트의 장점 만을 결합한 합성구조의 필요성이 대두되고 있고, 기술개발 또한 현재 활발하게 진행되고 있는 것으로 알려졌다.
    현재 강구조는 경량화, 그리고 초 고강도로 발전하는 추세다. 두께가 두껍다고 해서 중량이 높아진다면 건물을 높이 시공할 수 없고, 반대로 가볍게 하기 위해 얇게 했지만 강하지 못한다면 충격을 견딜 수 없다. 현재 전 세계 대부분의 건축물이 초고층화, 그리고 대형화 돼가고 있다. 그리고 이에 맞춰 강구조물도 경량화, 고강도로 발전하고 있는 추세다.
    그리고 강구조 설비산업 역시 강구조의 발전과 더불어 함께 발전하고 있다.

    (2) 국내 강구조 설비 산업의 해외경쟁력
    대부분의 업체가 외국사(社)와 직접 거래를 하지 않고 주로 건설사 및 엔지니어링사를 통해 로컬(Local)수출 하고 있는 것으로 알고 있다. 매년 지속적으로 일본 등 수출 시장을 유지해 왔으며, 저임금의 중국 및 동남아와 경쟁을 하고 있으나 중후 장대한 물성에 있어서는 충분한 경쟁력이 있다고 평가한다.
    우리나라의 기술력은 해외시장에서 상위권에 머물러 있는 수준이다. 해외에서의 경쟁력은 일정 수준 이상인 것으로 파악되고 있다. 우리나라의 기술력은 해외 어느 선진국가와 견주어 봐도 뒤처지지 않으며, 100층 이상을 넘나드는 초고층 건물을 시공하는 데에도 전혀 부족한 면이 없다. 실제 이를 증명 해주듯 현재 중동, 남지 지역 등을 중심으로 우리나라 기업이 플랜트 수출을 하고 있다. 또한 이에 대한 평가도 상당히 높은 것으로 알려졌다.
    대표적인 예로, 삼성물산 건설부문의 기술력으로 지어진 아랍에미리트(UAE) ‘부르즈 칼리파’를 들 수 있다. 일명 ‘버즈 두바이(Burj Dubai)’라고 불리는 부르즈 칼리파는 세계 최고층 건물으로 기록의 산실이라고 할 수 있다. 우선 높이에서 각종 기록을 갈아치웠다. 버즈 두바이 전까지 세계에서 가장 높은 구조물은 미국 노스다코다주(州)에 있는 KVLY-TV 송신탑이었다. 이 송신탑은 1963년 건립됐으며 단, 송신탑과 같은 구조물은 지지대 등에 의해 고정되기 때문에 빌딩보다 높게 지을 수 있다는 특수성이 있다. 지지대가 없는 자립(自立) 구조물로 세계최고는 CN타워였다.
    부르즈 칼리파의 정확한 높이는 828m로, 249m인 63빌딩의 3배가 넘는다. 부르즈 칼리파는 거대 빌딩이면서도 진도 7.0이상의 지진에 대비한 내진설계에 해안가의 초속 36m의 강한 바람에도 끄떡없는 건물이다. 이처럼 초고층 건물으로의 진화가 가능했던 이유는 건축자재와 공법이 발전했기 때문이라고 할 수 있다. 이 같은 극초고층 건물에는 1㎠당 5,000~1만kg을 견디는 고강도 강철을 사용하는 것으로 알려졌다. 초고층 건물에는 콘크리트와 철근, 우리 등 기존의 일반건물에서 사용하는 것과는 다른 자재를 사용한다. 건물의 높이가 ㄴ포아짐에 따라 무게가 증가하고 바람의 세기가 기하급수적으로 커지기 때문에 수직방향으로 견뎌야하는 구조물의 무게와 수평방향으로 작용하는 풍압력을 견디기 위해 요구되는 구조체 및 외장 재료의 견고함은 일반 건물의 수 십, 수 백배에 이르기 때문이다.



    그리고 또 하나의 기록을 살펴보자면, 대한민국 해외 건설 역사상 최대 규모($10억 달러)의 건축 프로젝트이자, 지면에서 최고 52도 기울어져 ‘21세기 건축의 기적’이라 불리는 싱가포르 마리나 베이 샌즈 호텔. 우리나라 건설업체인 쌍용건설에서 시공한 마리나 베이 샌즈 호텔은 그 규모 만큼이나 놀라운 기술력을 선보이고 있다. 다른 건축물과 달리 마리나 센즈 베이 호텔은 하부의 구조가 둘로 나뉘어져 있어 상부에서 눌리는 힘의 분산이 매우 중요하다. 효과적으로 힘을 분산시키기 위해서는 건물 하부의 연결부위에 특수한 구조물을 설치해 각 방향으로 힘의 균형을 맞춰 분산하게 된다.
    마리나 베이 샌즈 호텔은 지하 3층, 지상 55층에 3개 동의 객실 2561개를 갖추고 있다. 지상에서 최고 52도 기울어져 올라가는 동쪽 건물이 지상 70m(23층)에서 서쪽 건물과 연결돼 55층까지 올라가는 들 입(入) 자형 구조로, 현존하거나 설계·시공 중인 세계 건축물 가운데 최고 난이도로 평가 받고 있다. 52도의 건물 기울기는 ‘피사의 사탑’ 기울기(5.5도)의 10배에 가까운 것이다.
    또 호텔 3개 동의 옥상을 연결해 거대한 공원을 만든 것도 특징이다. 수영장 3개와 전망대, 정원, 산책로, 레스토랑, 스파 등이 조성된 길이 343m, 너비 38m의 하늘 공원(Sky Park)은 에펠탑 (320m)보다 20m 이상 높은 데 있고, 면적은 축구장 약 2배 크기다. 하늘 공원 구조물의 무게는 6만t이 넘는다. 특히 900명을 수용할 수 있는 세계 최대 규모의 전망대는 보잉 747 여객기 전장과 맞먹는 약 70m 정도가 지지대 없이 지상 200m에 돌출된 외팔 보 구조를 하고 있어 눈길을 끈다.
    특히 주목할 점은 이러한 고난도 공사를 불과 27개월 만에 수행했다는 것. 이는 우리의 기술력과 시공능력이 세계 최고 수준에 도달했다는 것을 입증해준다.
    세계 유명 건축가들조차 “중단될 수 밖에 없는 프로젝트”라며 성공 여부를 두고 반신반의할 정도였으며, “건물이 시공 중에 무너질 것”이라는 괴담이 돌기도 했다. 하지만 쌍용건설은 이를 완벽하게 시공해냈고, 현재 '전 세계에서 가장 짓기 어려운 빌딩'으로 꼽히기도 한다.
    입찰 당시 참여했던 일본 시미즈사와 프랑스 드라가지사 등 몇몇 건설사들은 수주를 포기하기도 했다.
    쌍용건설이 시공권을 쥘 수 있었던 비결은 기술 노하우 덕분이었다. 비장의 무기는 ‘포스트텐션(Post-Tension)’ 시공법. 주로 교량 건설 등에 적용되는 이 방식은 콘크리트 등 구조물 속에 철근보다 강도가 5배나 높은 와이어(강선)를 심어 기울어진 건물이 쓰러지지 않도록 잡아 당겨주는 공법이다. 건축 분야에서는 세계 처음으로 시도되는 기술이었다. 이 건물에는 철근 4만3,000톤과 19만5,000㎥의 콘크리트가 들어갔다.

    (3) 국내 강구조 설비산업의 2011년 전망
    재차 밝히 듯 강구조물이 가장 많이 적용되는 산업군은 건설, 교량 등이다. 특히 건설산업의 호재에 따라 강구조 산업이 상당한 영향을 받는 것은 어쩔 수 없는 사실이다. 이러한 점 등으로 미루어 볼 때 강구조 산업의 전망은 건설산업과 밀접하게 관계돼있다.
    하지만 현재 건설산업은 부진을 면치 못하고 있다. 이 때문에 강구조물의 전망 역시 밝게 내 놓을 수는 없을 것으로 보인다. 강구조의 수요는 보통 1,000만 톤 가량 되는 것으로 알려져 있다. 하지만 지난해에는 강구조의 수요에 큰 영향을 미치는 건설경기의 하락세를 바탕으로 800~900만 톤 정도 수요가 됐던 것으로 파악하고 있으며, 올해도 지난해와 비슷한 수준을 이어갈 것으로 보고 있다. 올해 강구조 산업은 최근 2년간 불어 닥친 금융위기 등으로 고전을 면치 못하고 있는 건설산업으로 인해 큰 어려움을 겪을 것으로 보인다. 이를 증명이라도 하듯 현재 몇몇 대형 건설사의 파산이 잇따르고 있고 일부는 위기설이 흉흉하게 나돌고 있는 등 최악의 상태로 치닫고 있는 중이다. 특히, PF(프로젝트 파이낸싱, project financing: 대규모 위험 사업에 대한 자금조달 수법으로, 금융기관이 특정사업을 담보로 대출을 해주고 사업이 진행되면서 얻어지는 수익금으로 자금을 회수하는 선진금융기법) 자금의 동결로 부동산 경기 등 국내 건설산업이 침체기에서 빠져 나오지 못하고 있으며, 이 때문에 빌딩 위주의 강구조 전문 회사 역시 고전을 면치 못하고 있는 것으로 보인다.
    건설 수요의 사이클이 6년 주기로 움직이고 있는데, 지난 2006년경, 저점을 기록한 바 있다. 그리고 성장세를 타며 2009년경, 고점을 기록하고 현재 또 다시 저점을 기록하고 있는 중이다. 아마 올해를 비롯해 2012년에는 더욱더 어려워 질 것으로 전망하고 있다.
    그리고 건설산업에 가장 큰 영향을 받는 강구조 산업 역시 이와 함께 어려움을 겪을 것으로 내다보고 있다.
    건설경기는 일반 경기의 선행 요인으로 일반 경기 위축과 동시에 위축되지 않고 1~2년의 시차를 두고 위축되는 양상을 보이며, 회복기에도 일반경기보다 앞서 회복되는 것이 건설경기의 경기변동적 특성이다. 이러함 점 등으로 미루어 올해는 비록 좋지 않다고 하더라도, 내후년 경에는 어느 정도의 성과를 이뤄낼 것으로 보인다.

    Ⅲ. 강구조 설비 산업의 문제점 및 개선방안
    (1) 시장활성화 및 기술개발
    각 업체들의 적극적인 기술개발과 관련 지식이 풍부해야 할 것이다. 강구조 산업은 대부분 다품종 소량생산으로 이뤄지는 것으로 전해졌다. 다품종 소량생산의 경우 고객의 기후에 맞춰서 생산을 해야 하기 때문에 그만큼 시장을 많이 알아야 하고 용도 등에 대해서도 많이 알아야 한다. 특히 적극적인 기술개발 의지가 반드시 선행돼야 할 것이다.
    또한 산업에 대한 정보가 많이 부족한 것으로 보인다. 정확한 통계라던지, 수요전망이라던지, 기업이 참고해서 산업을 발전시킬 수 있는 데이터가 많이 부족한 것이 사실이다. 기존에 공개돼있는 자료라고 할지라도 신용하기에는 부족한 면이 사실 없지 않아 있다. 이에 정확하고 공정성있는, 기업이 참고해서 산업 발전의 초석이 될 수 있는 통계자료가 시급한 상황이다.
    국내 강구조 산업 관련 업체가 500여 개 정도가 되는 것으로 알고 있다. 그러나 대부분이 협력업체 형식이며 과다경쟁으로 인한 경영악화에 시달리고 있는 것으로 보인다. 특히, 건설사의 저가 수주 또는 저가 예산 편성 등으로 인한 피해가 협력업체에까지 큰 영향을 미치는 것으로 알고 있다. 이를 위한 시장 질서 확립이 반드시 필요한 것으로 보인다. 또한 강구조 산업의 시장 개발을 통한 시장개척 및 수요 확대 방안의 수립 역시 반드시 필요하다.
    제강사, 건설사 및 제강산업 종사자들의 강구조물 시장 개척 및 확대 방안의 수립이 반드시 필요하다. 또한 공장 인증제도와 강구조 제작산업 보호 등 상생하는 방안을 마련하는 데에도 총력을 기울어야 할 것으로 보인다.
    현재로서는 제강 업체와 강구조 관련 기관 등을 중심으로 기술개발 및 시장 수요확대가 불가피한 것으로 보인다. 특히 정부와 정기적인 간담회 및 회의 등을 통해 건설사 발주 정책을 개선하고 의견을 제안하고 요구하는 창이 마련돼야 할 것이다.

    (2) 해외수출 활성화
    현재까지 강구조 설비 산업의 해외 수출은 전혀 이뤄지지 않는 것으로 알려졌다. 해외 수출에 대해 논하기도 껄끄러울 정도로 전무하다는 일부 전문가의 의견이 지배적이다. 하지만 앞으로의 성장을 위해서는 특수분야를 개발하고 신시장을 개척해서 해외시장 공략에 더욱 적극적이어야 할 것으로 보인다. 하지만 이 같은 성과를 단순한 기업의 힘에 의존할 수는 없다. 해외 시장 판로를 개척하고 그 시장에서 존재감을 부각시키기는 단순한 기업의 힘만으로는 벅찬 것이 사실이기 때문이다. 이를 고려해 해외 시장 판로 개척에 대한 지원이 어느 정도는 따랐으면 하는 바람이다.
    21세기에 들어 가장 큰 성장세를 보이고 있는 중국의 경우 이 같은 정부의 지원이 상당부분 많이 따르는 것으로 알고 있다. 이러한 이유에서인지 중국은 해외시장 진출이 수월하게 많이 이뤄지고 있는 것으로 보인다.
    언젠가부터 우리나라 뿐만 아니라 전세계에서 친환경에 관심을 갖기 시작했다. 그리고 약속이나 한 듯이 각 산업에서는 되도록이면 친환경으로, 가능한 환경을 지킬 수 있도록 하는 방안으로 모든 사업이 진행되고 있는 것으로 알고 있다. 하지만 강구조물과 경쟁을 하는 듯 하면서도 서로 보완을 하고 있는 미묘한 관계에 있는 콘크리트의 최대 단점은 이산화탄소 발생과 산업폐기물 발생 등 친한경적이지 못한다는 것이다. 이에 반해 강구조물은 비교적 친환경적이라는 데에서는 어느 정도의 입지를 굳힌 것으로 보인다. 이러한 점 등을 인지하고 앞으로도 친환경 적인 면으로 기술개발 방향을 잡아가야 할 것으로 보인다.

    (3) 수입제품 규제안 마련
    건설기술관리법(건기법)에 따르면, 강구조는 KS제품을 쓰게 되도록 규정이 돼있지만, 해외 수입제품에 대해서는 특별한 규제가 없다. 물론 업체에서 먼저 수입제품의 안정성에 대해 확실히 해야겠지만, 정부 차원에서도 어느 정도의 제제를 가할 필요는 있다고 본다. 수입되는 제품의 100톤 마다 시험연구소에서 시험을 받게 돼있지만, 실제 시험 받는 제품의 건수에 대해 조사를 해 본 결과 20~30%의 제품만 인정을 받아 사용을 하는 것으로 드러나있다. 이는 단순한 수입제품에 대한 견제가 아니라, 큰 안전사고를 야기할 수 있기 때문에 반드시 한 번쯤은 짚고 넘어가야 할 심각한 문제라고 본다.
    현재 중국에서 수입되는 강구조의 양이 상당한 것으로 알려져있다. 그러나 이에 대한 검증, 규제 등은 제대로 확립되지 못한 상태다. 특히, 일부 건설현장 등에서는 중국 수입제품에 대한 제대로 된 검증절차 없이 적합하지 못한 강구조가 무분별하게 사용되고 있는 것으로 알려져 논란이 되고 있기도 하다. 무조건적으로 중국 제품에 대해 비하하고 멸시하는 것이 아니라, 이런 식으로 검증절차를 밟지 않고 무분별하게 사용하다가는 향후 더 큰 문제를 일으킬 수 있다. 이는 비단 당장의 경제적 손실이 문제가 아니라 그보다 더 큰 경제적 손실은 물론이고, 인명피해 등 안전사고까지 야기시킬 수 있다. 이를 규제하기 위해서는 업체의 힘 만으로는 부족한 것이 사실이다. 때문에 이는 정부에서 직접 나서서 규제안을 마련해야 한다고 본다.
    특히 최근 수입강재의 국내 유입은 지속되고 있고 특히 중국산은 지속적으로 증가되리라 생각된다. 하지만 이에 대한 품질관리에 대한 절차, 법규가 마련돼 있긴 하지만 그에 대한 관련기관의 관리·감독이 미흡하다는 점이 문제점으로 부각되고 있어 이에 대한 대책 마련이 시급한 상황이다.

    (4) 인증시스템 활성화
    건축자재인증시스템 도입 여부에 대해 각계에서 논의 중인 것으로 알고 있는데, 하루라도 빨리 이러한 시스템이 정착돼서 규제해야 할 부분은 규제해야 한다고 본다. 모든 시공의 기초는 설계다. 설계에 맞춰서 강구조도 제작이 되는데, 현재 강구조물을 제작하는 업체에서 임의로 강구조물의 형태 등을 변경을 하는 경우가 있는 것으로 알고 있다. 강구조는 건축물에서 인체와 비교한다면 뼈대에 해당되는 매우 중요한 부분이다. 그런데 이를 전문가가 아닌 이가 임의로 설계를 변경해 제작할 경우 안전성에 큰 영향을 끼친다. 이 때문에 혹시라도 만약 변경할 부분이 생긴다면 원 설계자가 모든 가능성을 열어두고 기초부터 다시 설계를 해야 하는 것이 원칙이라고 본다. 물론 그 이전에, 다른이가 설계를 함부로 변경하는 일이 없어야겠지만 만약에 그러한 상황이 불가피 하다면 처음부터 원설계자가 변경을 하도록 하는 것이 당연히 맞다는 의견이다. 이를 제도적으로 마련해야 할 필요성도 있다고 본다.
    특히, 제작하는 설비 업체에 대한 인증시스템이 상당히 미약한 것으로 전해졌다. 이 때문에 일부 제대로 된 설비와 생산 능력 등을 갖추지 못한 영세 업체에서 무분별하게 제품을 생산하는 사태도 벌어지고 있는 것으로 알고 있다. 이는 결국 더 큰 문제를 불러일으킬 수 있다. 생산능력과 자격이 없는 업체에서 제작한 부적합한 강구조물이 실제 건축물에 사용된다면 큰 후폭풍을 몰고 올 수 있다. 강구조 산업, 더 나아가 건설산업이 발전하기 위해서는 제작 업체의 환경, 설비, 시스템, 인력 등이 제대로 갖춰졌는지에 대해 인증을 해주는 시스템이 반드시 정착돼야 한다고 본다.
    철강구조물 공장인증 제도개요 및 인증 현황을 보면, 철강구조물 공장인증 제도는 철강구조물 제작 공장의 제작능력에 따른 등급화를 통해 철강구조물의 품질을 확보하기 위한 것으로, 건설현장에 철강구조물을 제작, 납품하는 설비 공장이 대상이다. 교량 건축 분야별로 4개 등급으로 나뉘며 공장규모, 기술인력, 제작 및 시험설비, 품질관리실태 등으로 구성된 점검항목의 필수점수 및 판정기준 점수 이상 획득한 경우 공장인증이 된다. (표 3 참고)
    현재까지 인증현황은 교량분야에서 1급이 15개 업체, 2급이 4개 업체 등을 순으로 나타나있다. 건축분야에는 1급이 17개 업체가 가장 많았으며 그 뒤로 8개 업체, 2개 업체 순으로 확인됐다.





    Ⅳ. 결 론
    사실 국내 강구조 설비 산업을 전반적으로 알기에는 어려움이 따른다. 뚜렷한 통계자료가 나와있는 것도 아니며 이를 전문적으로 다루는 기관도 없을 뿐더러 업체도 드물다. 이는 낙후산업의 대표적인 특징으로, 그 중요성 또한 외면당하기 십상이다.
    강구조, 강구조 설비 산업에 가장 큰 영향을 미치는 건설산업은 국민 총생산에서 차지하는 비중이 1970년대 5%선, 1980년대 6%선, 1990년대 9%선을 유지하는 등 우리 경제 성장을 뒷받침하며 성장했다. 최근에는 경기 불황을 이유로 6~7% 수준을 유지하고 있는 것으로 전해졌다. 비록, 현재는 어렵다고 하지만 다양한 시장기회가 증대될 것으로 보여 건설산업 성장을 위한 새로운 기회 요인으로 작용할 수 있으며, 국민 경제적 측면에서는 여전히 제조업, 도ㆍ소매업, 금융업과 함께 4대 산업의 위치에서 국민경제에 이바지하는 바가 크다. 건설산업은 과거나 현재나 여타 산업에 비해 경기부양 및 경제 회복의 주요한 업종으로 인식되고 있는 것이 사실이다.
    하지만 이처럼 중요한 우리나라의 건설기술력이 세계 최상위권에 이르기까지 강구조 산업과 강구조 설비 산업의 역할 또한 만만치 않았다는 것을 명심해야 할 것이다. 그리고 그 최상의 자리를 지키기 위해서는 지금이라도 그늘에 가려진 산업에 관심을 보여야 할 것이다. 강구조 관련 산업이 건설산업의 영향을 받는 것은 사실이다. 하지만 이를 다른 측면에서 바라본다면, 건설산업에 강구조 관련 산업이 영향을 미칠 수도 있다. 그만큼 강구조 관련 산업은 현재 건설산업에서 중요한 위치에 서있다. 물론 현재 겉으로 드러나지는 않을 지 언정, 그 존재감마저 무시해서는 안될 것이다.

    ■ 참고문헌
    ·철강협회 강구조센터 ‘강재의 분류’, ‘강재의 제조법’, ‘강구조 제조공정’ 등
    ·강구조엔지니어링㈜ 기술자료 및 사진
    ·코리아테크인스펙션㈜ 강구조사업부 웹사이트
    ·㈜현대중공업 ‘유식 생산설비 FPSO’
    ·삼성물산 건설부문 아랍에미리트(UAE) ‘부르즈 칼리파’
    ·쌍용건설 싱가포르 ‘리나 베이 샌즈 호텔’
    ·국토해양부 ‘철강구조물제작공장 인증의 세부기준’
    ·한국건설기술연구원 ‘철강구조물제작공장 분야·등급별 인증현황’

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