건축토목환경공학부 김우석 교수, 

GFRP 보강근 ‘건축물 전용 국가건설기준’ 제정안 발표

내화·내진 설계 규정 ‘국내 최초 체계화’… 올해 하반기 최종 고시 목표

우리 대학 건축토목환경공학부(건축공학전공) 김우석 교수가 내화·내진 설계 규정을 국내 최초로 체계화 한 「GFRP 보강근의 건축물 적용을 위한 국가건설기준 제정안」을 발표했다.

이번 제정안은 총괄 주관기관인 삼우기업을 비롯해 한국도로공사와 국립금오공대 등 총 25개 연구기관이 참여하고 있는 국가R&D 과제의 연구 성과다. 지난 10월 15일 한국도로공사와 (사)한국신소재건설협회의 공동 주최로 서울 더샵갤러리에서 열린 ‘국가R&D GFRP 관련 기술세미나 및 국가건설기준(안) 공청회’에서 발표됐다.

GFRP(유리섬유강화플라스틱) 보강근은 부식에 강하고, 철근 무게의 약 4분의 1에 불과해 철근을 대체할 차세대 건설재료로 주목받고 있다. 그러나 국가설계기준(KDS)은 교량 바닥판 중심의 KDS 24 50 05와 재료의 기본 역학 조건만을 담은 KDS 14 20 68에 머물러 있어, 건축물 적용을 위한 제도적인 공백이 있었다. 특히 건축법상 필수인 ‘내화구조 인정 경로’와 ‘내진설계 연계 기준’의 부재가 현장 도입의 가장 큰 장벽으로 지적돼 왔다.

김우석 교수는 이러한 공백을 메우기 위해 설계기준(KDS 41 20 xx)과 표준시방서(KCS 41 30 xx)를 두 축으로 구성한 「GFRP 보강근 건축물 적용을 위한 KDS 41 설계기준 및 KCS 41 표준시방서 신규 제정(안)」을 발표했다.

제정안에는 건축물 고유 부재에 대한 규정을 새로 마련해 담았다. 무량판 슬래브는 최소 전체 두께를 300mm 이상으로 강제하고, 벽체두께는 250mm를 넘으면 복배근을 원칙으로 했다. 무엇보다 내화·내진 설계 규정을 국내 최초로 체계화한 점이 주목된다.

표준시방서는 현장 시공 리스크 통제에 초점을 맞췄다. 재가열 시 열분해가 일어나는 열경화성 수지는 전량 공장 선가공을 원칙으로 했으며, 불연 시멘트계 간격재와 절연 결속선, 비금속 진동기 사용도 규정했다.

김우석 교수는 “이번 제정안은 비항복성과 낮은 탄성계수라는 GFRP 고유의 특성을 구조공학적으로 어떻게 제어할 것인가에 초점을 맞춰 설계부터 시공까지의 제도적 경로를 완성하는 데 목적이 있다.”며, “내화 피복두께 수준과 탄성계수 등급화 등 핵심 사안은 산업계와 현장 실무진의 의견을 적극 반영해 나가겠다.”라고 밝혔다.

이번 연구는 2024년 8월부터 2027년 12월까지 총 193.7억 원 규모로 추진 중인 국가R&D 과제 ‘건설용 친환경 열경화성·열가소성 인발성형 구조재(보강근, 형강) 및 이를 활용한 구조물 적용 기술개발’의 일환으로 수행됐다.

김우석 교수가 발표한 KDS 41 및 KCS 41 제정안은 공청회에서 수렴된 의견을 반영해 올해 하반기 최종 고시와 해설서 배포를 목표로 추진된다.