[비즈월드] 건설업계에서 모듈러 건축이 대세로 떠오르고 있다. 모듈러 건축은 주요 구조물을 공장에서 미리 제작하고 현장으로 운송해 조립하는 방식으로 지어지기 때문에 공사 기간을 획기적으로 단축할 수 있다. 건설사들은 기존 건설 패러다임을 깰 모듈러 건축을 신성장동력으로 삼기 위해 기술개발에 열중하고 있다. 비즈월드가 업계의 건설모듈 특허를 소개한다. [편집자 주]

건축물 기초 공사는 구조물의 밑바닥을 단단하게 다지는 과정이다. 구조물에 작용하는 하중이나 구조물의 자체 무게를 안전하게 지지하도록 하는 매우 중요한 공정이다.

기초 공사에서는 바체어 또는 체어리바·스페이서라고 불리는 철근 받침 구조물이 설치된다. 이 구조물은 건축물 기초의 하부근과 상부근 사이에 공간을 만들어 주는 임시구조물로 시공 용이성을 위해 설치된다.

문제는 기존 바체어가 설치에 너무 많은 시간이 걸리고 좌굴(휘어지는 현상)이 쉽게 발생해 지지대 역할을 하지 못하는 경우가 많다는 것. 또 설치를 위해 하부철근 위의 협소한 공간에 많은 인력이 투입되므로 안전사고도 빈번하다.

이런 가운데 삼성엔지니어링(대표 남궁홍)은 설치 시간을 단축해 공사비용을 절감하면서도 작업자의 안전을 충분히 확보할 수 있는 철근 받침 구조물인 ‘모듈형 바체어’를 개발해 특허를 취득했다.

13일 비즈월드가 특허정보검색서비스 키프리스를 통해 확인한 결과, 삼성엔지니어링의 ‘모듈형 바체어 구조체 및 그 설치방법’은 지난 2020년 9월 출원(출원번호 제1020200122341호)돼 2022년 7월 특허(등록번호 제102420436호)로 등록됐다.

모듈형 바체어는 공장에서 미리 조립된 바체어가 모듈형 구조체를 이뤄 일체로 현장에 운반·설치되고 현장에서 크레인을 통해 설치된다. 현장에서 각각의 철근 받침 구조물을 제작·시공하는 방식에 비해 작업 인원과 공사 기간이 획기적으로 줄어든다. 작업자의 안전도 충분히 확보된다.

모듈형 바체어는 하부근과 상부근의 간섭을 방지해 시공성을 높이는 본연의 기능을 충실히 수행한다. 여기에 거푸집 기능까지 탑재해 까다로운 거푸집 설치 공정을 생략했다.

모듈형 바체어의 구성 요소는 ▲제1바체어 ▲제2바체어 ▲수평재 등이다.

각각의 바체어는 적어도 3개 이상의 수직부재와 수직부재를 연결하는 수평부재로 구성된다. 수직부재는 4개의 L형강(L자 모양의 단면을 가진 철골)이 이격된 채로 평행하게 배치된다. 수직부재들의 수직 좌굴을 방지하기 위해 수평부재가 수직부재와의 절점에서 용접 결합한다.

바체어는 배치되는 위치에 따라 제1바체어와 제2바체어로 구분된다. 제1바체어는 종방향으로 열을 이뤄 이격 배치된다. 제2바체어는 제1바체어의 횡방향 측면에서 일정 간격을 두고 배치된다.

수평재는 각각의 바체어들이 모듈형 구조체를 이룰 수 있도록 연결한다. 횡방향 또는 종방향으로 인접한 각각의 바체어를 수평으로 결합한다. 인접한 바체어의 상·하부 면에 하나씩 용접으로 결합한다. 형강(자르는 면이 일정한 형상으로 된 압연 강철재)을 사용하는 것이 바람직하다.

모듈형 바체어에는 간섭방지구가 형성된다. 간섭방지구는 하부근과의 간섭을 막고 하부근 위에 안착하도록 수평 위치와 수직 높이를 조절할 수 있다.

모듈형 바체어를 이룰 바체어 개수에는 제한이 없으나 구조체가 2x2, 2x3, 2x4 등의 평면상 사각형 형태를 이루는 것이 구조적으로 바람직하다.

모듈형 바체어에 거푸집을 결합하면 기초 공사 기간에 큰 영향을 주는 거푸집 공정을 생략할 수 있어 공기를 크게 단축할 수 있다. 거푸집을 망 형태를 가진 리브라스로 형성하는 경우 잉여수가 배출돼 고강도의 콘크리트가 유지되는 효과가 부여된다.

건설현장에서의 모듈형 바체어 설치법은 ▲기초 공사 바닥부에 하부철근 배근 ▲하부철근 위로 크레인을 통해 모듈형 바체어 운반 ▲모듈형 바체어 하부에 구비된 간섭방지구의 수평 위치와 수직 높이 조절 ▲하부철근과 간섭되지 않도록 모듈형 바체어 배치 등이다.

삼성엔지니어링 관계자는 “모듈형 바체어는 철근 받침 구조물이라는 본연의 기능을 충실히 수행하면서도 거푸집과 가능 부가 기능이 부여돼 기초 공사 기간을 혁신적으로 단축할 수 있다”며 “작업자의 안전과 현장 혁신을 모두 이룰 수 있는 기술개발에 노력하겠다”고 말했다.

[비즈월드=나영찬 기자 / na@bizwnews.com]