건설 단계별 업무: 구조공사 - 철골공사

철골구조는 큰 공간(장스판)을 만드는데 유리하고 철근콘크리트구조에 비해 자중이 작아서 지내력이 낮은 대대지에 별도의 지정공사 없이 건축공사가 가능합니다. 하지만 화재, 층가소음, 방수에 취약함으로 별도의 보완작업이 필요합니다. 철골 공사의 순서는 아래와 같습니다.

 

철골공사준비 → 제품검사 → 용접 → 방청도장 → 볼트조임 → 철골 세우기 → 금속 트러스와 조이스트 → 데크 플레이트 → 내화피복공사

 

이 글은 철골공사 과정별 작업의 내용과 주의 사항을 정리하였습니다.

 

1. 철골공사 준비

● 서류 및 현장 검토: 평면도, 철골도면, 시방서(철골제작 및 조립에 관한 시방서), 성능 시험성적서, 공정표 등을 검토합니다. 철골작업을 진행할 현장상태, 선행공정(콘크리트 공정 등)을 확인합니다. 반입자재를 검사하고 승인자재인지 확인합니다. 

● 제작공장 선정: 철골제작의 실적 및 생산능력, 기계설비, 기술자(기술자 및 작업원의 기능 정도, 확보인원) 등을 확인합니다. 현장까지의 수송조건 및 장비를 확인합니다.

● 검사 일정: 공장을 현장 방문하여 제작검사를 실시하고 반입 전 최종검사를 실시합니다. 반입 후 자재에 대한 검사를 실시합니다.

● 양중장비결정 시 주의사항

1. 양중장비 능력	철골부재 치수 외 설비기계 중량 검토.
2. 보조장비 필요 여부	하역 및 해체장비 필요 여부, 지상조립 유무 여부 확인.
3. 설치 위치	차량동선 및 주변 마감을고려하여 결정.
4. 설치 및 해체시기	해체시기는 계획초기에 수립.
5. 해체방법	해체방법은 계획초기에 결정.

 

2. 제품검사

● 제작검사: 공장제작 부재는 자체 제작 검사를 실시합니다. 치수정밀도 검사는 도면치수와 측정치수와의 차이를 확입합니다. 부재의 검사 성적표에 기록한 결과를 최종 확인합니다. 도장검사는 바탕 만들기 면과 칠한 면에 대하여 실시합니다. 제품의 검사결과 발견된 불량 부분을 수정합니다.

● 반입검사: 제작검사 후 반입검사를 실시합니다. 

● 철골용접 결합검사 방법

육안검사	염색침투 탐상검사	초음파 탐상검사
- 전 용접 부위에서 무작위 추출하여 10% 이상 검사. - 육안검사에서 벗어난 경우에 적정한 기구로 검사.	- 표면에 나타난 균열의 검출에 사용: 검사부표면 - 피막을 형성 후 건조: 균열부분에 침투한 적색액이 백색 피막면에 표절.	- 초음파를 투사 초음파 속도와 반사시간을 측정하여 내부의 결함을 검출

 

3. 용접

● 용접 전 준비사항: 철골재가 녹, 균열, 스케일(박리) 등 결함여부를 확인하고, 우천 시 수분이 용접부의 표면이나 이면에 남아 있는지 확인합니다. 모재의 특성에 맞는 적정한 용접봉과 부족에 대비하여 여벌의 판을 준비합니다.  

● 용접작업: 설계 및 시방서 등에 규정된 방법으로 용입상태, 용접폭의 정확도를 높여 용접합니다. 작업 후 표면형상, Root상태는 양호한 지, 균열(Crack), 언더컷(Under Cut) 현상, 얽은 자국(Pockmarks) 등이 발생하지는 않았는지 확인합니다. 용접 후 주변정리와 청소는 확실히 실시합니다. 

● 용접결함별 보수법

용접결함	보수방법
단면부족	적정 단면이 되도록 보수용접을 합니다.
단면과대	단면의 형상에 따라 그라인더 등으로 갈아냅니다.
Under Cut	짧은 Bead가 되지 않도록 보수용접합니다.
Over Lap	지나치게 깎아내지 않도록 그라인더로 주의하여 깎아냅니다.
Pit	Arc Air Gouging 또는 그라인더에 의해  제거한 후 보수용접합니다.
표면균열	균열의 범위를 확인한 후 양 끝 50mm 이상의 범위를 오목하게 정리한 후 보수용접합니다.
내부결함	비파괴검사에 의한 결함의 위치를 표시한 후 Arc Air Gouging에 의해 실제 위치를 확인합니다.  양 끝에서 20mm 정도 제거하여 오목한 형상으로 마감한 후 재용접합니다. 분면한 균열의 경우는 균영 끝에서 50mm 이상 깎아냅니다.

 

4. 방청도장

● 방청도장 시공: 도장작업 전 녹제거 작업을 실시합니다. 바탕처리가 불완전하면 도막의 내수성이 저하되므로 바탕의 이물질 제거를 철저히 합니다. 도막이 너무 두껍지 않게 도료를 잘 희석한 후 시공합니다. 도장은 반드시 2회 도장하여 소정에 두께가 나오도록 합니다. (1회 도장은 0.035㎜, 2회 도장은 0.07㎜의 두께가 필요) 도장법 시공 시 충분한 건조시간을 가져야 하며, 작업 후 건조수축에 대한 내구성, 도장의 부착강도 등을 확인합니다. 작업 중에는 인화물질에 대한 화재를 예방합니다.     

● 방청도장 시공 금지사항: 현장 용접부, 고력 볼트 접합부의 마찰면, 콘크리트에 매입되거나 접하는 부분은 방청도장 시공은 금지합니다.  

 

5. 볼트조임(Bolting)

● 접촉부 처리: 마찰면의 표면과 접착상태가 마찰계수에 큰 영향을 초래함으로 이물질을 제거하고 적정한 녹이 발생되도록 합니다. (자연상태에서 2주 정도 방치) 접합부의 건조상태는 볼트의 토크계수에 큰 영향을 초래함으로 접합부는 충분히 건조합니다.  

● 볼트조임(Bolting): 적합한 볼트, 너트를 확인하여 볼트조임을 합니다. 맞지 않은 구멍은 넓히거나 감독관의 승인을 받아야 합니다. 

 

6. 철골 세우기

● 앵커볼트 매립(고정 매입공법)

1. 먹매김이 불가능하므로 트랜싯을 이용하여 조절합니다.

2. 철근배근시 앵커볼트 위치와 중복되지 않도록 철근배근을 조정합니다.

3. 앵커볼트는 4개 조를 1조로 서로 간격에 맞게 일체화한 후 설치합니다.

4. 용이한 레벨 조정을 위하여 임시 베이스플레이트 설치 후 타설 합니다.

5. 앵커볼트 콘크리트 타설시 3회에 걸쳐 천천히 타설 합니다. 

6. 콘크리트 타설시 앵커볼트 이동 여부를 계속 확인합니다.   

 

● 철골 세우기

1. 양중장비 하부 지지력이 확보합니다.

2. 양중시 건립 구조체에 충격을 주지 않도록 합니다.

3. 기둥의 정확한 중심선, 높이를 맞추어 철골을 세웁니다.

4. 건립 시 가설재를 사용하여 철골의 변형을 방지합니다.

5. 기둥은 독립이 되지 않고 보로 연결하여 가조립을 합니다.

6. 볼트 수의 1/3~2/3, 2개 이상 조립을 합니다.

7. 전체 리벳 수의 1/5개 이상 표준을 확인합니다.

8. 외력에 의해 전도되지 않도록 조립에 주의합니다.

 

● 변형 바로잡기

1. 수시로 롤형 측정을 할 수 있도록 기준선을 설치합니다.

2. 와이어, 턴버클 등으로 수정합니다.

3. 본조립이 완료 후 해체합니다. 

 

● 고력 볼트 현장조임

1. 마찰면의 구멍을 마무리하고 흑미는 그라인더로 제거합니다.  

2. 뜬 녹, 더러운 기름류는 와이어브러시로 제거합니다.

3. 고력 볼트는 비와 수분 등의 영향을 받지 않도록 보관합니다.

4. 당일에 필요한 개수를 구분하여 사용합니다.

5. 접합부재의 구명을 드래프트 핀에 맞춰서 임시 조임 합니다.

6. 본조임 개수의 약 1/3을 임시 조임 볼트로 조이고 표면 맞춤을 합니다. 

7. 표면 틈이 생긴 경우는 표면처리한 필러(Filler)를 삽입합니다.

8. 고력 볼트의 현장조임 작업을 실시합니다. (우천 시 시트 등으로 양생 합니다.) 

 

7. 금속 트러스와 조이스트(장선)

● 트러스(Truss): 부재가 3각형을 단위로 하여 짜이는 구조형식으로 각 부재에는 축방향력만 작용합니다.

● 플랜지(Flange): 웨브에 대하여 I형 단면의 상하 부분으로 조립부에서는 플랜지는 앵글 또는 앵글과 커버플레이트의 조합으로 이루어집니다.

● 검토: 부재의 형상(폭, 길 등), 외형상태(휨, 비틀림, 구부러짐), 플랜지를 확인하고 하역 및 이동합니다.

● 보관: 부재의 보관은 지면에 직접 접촉하지 않도록 하고 악천후로부터 보호합니다. 안전을 위해 경사지게 쌓이지 않도록 조치를 취합니다.

● 시공: 금속 트러스와 조이스트 설치용 시공도를 숙지하고 간격과 위치에 맞게 수직으로 설치합니다. 현의 상하부는 필요에 따라 고정합니다. 부재 및 설치상태에 대한 외관검사를 확인합니다. 

 

8. 데크플레이트

● 검토: 반입된 데크플레이트가 설계도에 맞는 형상(두께, 크기, 길이), 외형상태, 샘플과의 일치여부, 부속물 등을 검토합니다.

● 보관: 데크플레이트 보관은 오염, 습기 방지를 위해 고임목을 이용하고 악천후로부터 보호하기 위한 덮개를 사용합니다. 안전을 위해 경사지게 적재하지 않고 휘는 것을 방지하기 위하여 정돈하여 적재합니다. 

● 시공: 데크플레이트 설치용 시공도를 숙지하고 치수에 맞는 데크플레이트를 설치하고 스터드 볼트를 시공합니다. End Closure, Concrete Stopper를 설치합니다. 테크플레이트 설치 후 설비배관 및 전기배선 작업을 진행합니다.  

 

9. 내화피복공사

● 검토: 방화등급에 따른 인증서 및 승인된 자재 여부를 확인합니다.

● 시공: 배관, 전선관 등의 설치를 완료한 후, 틈새가 발생하지 않도록 뒷댐재를 시공합니다. 두께 및 마감상태를 확인하면서 백업재(방화 단열재)를 시공합니다. 틈새 및 공정상태를 확인합니다. 

● 내화피복의 종류

공법의 종류	내용
건식(단열)	암면과 시멘트를 미리 홉합해두고 노즐 끝에서 물과 합하여 뿜칠.
반습식(단열)	암면과 시멘트 Milk를 노즐 끝에서 뿜칠시 합하여 뿜칠.
습식(단열 내화피복)	암면 모르타르 및 질석을 플라스터계 재료와 사전에 혼합하여 두고 뿜칠.

● 내화피복 주의사항

공법의 종류	주의사항
뿜칠공법	두께의 관리 및 부피 비중의 확보, 균열, 탈락 방지가 중요.
건식	두께가 맞아도 부피 비중이 나오기 위해서는 누름 시공이 필요.
습식	부피 비중은 별로 문제가 없으므로 두께를 중점적으로 관리.

 

마무리

위와 같은 철골공사의 각 단계에서 해당 작업에 필요한 주의사항과 검사항목을 꼼꼼히 확인하고 올바른 시공을 진행해야 합니다.