이 글의 목적은 현장에서 바로 사용할 수 있는 철골 모듈러 건축의 연결부 점검 기준과 절차를 체계적으로 제공하여 구조적 안전성과 시공 품질을 확보하도록 돕는 것이다.
1. 모듈러 연결부 점검의 핵심 개념
모듈러 건축은 공장에서 제작된 유닛을 현장에서 접합하여 완성하는 방식이므로, 연결부 품질이 곧 구조성능과 직결된다. 연결부는 크게 고장력볼트 접합, 용접 접합, 기초 앵커·베이스플레이트 접합, 모듈 간 인터로킹 및 수평다이어프램 연계로 나뉜다. 모든 점검은 설계도서, 시방서, 공정계획, 검사·시험계획(ITP)에 근거하여 수행해야 한다. 접합부는 하중경로, 강성, 연성, 내진세부, 내구성 관점에서 통합적으로 확인해야 한다.
2. 공정 단계별 점검 로드맵
| 단계 | 주요 점검항목 | 점검방법 | 수용기준 | 기록 |
|---|---|---|---|---|
| 설계 리뷰 | 연결상세(볼트직경·등급·배치), 용접기호, 슬립크리티컬 여부, 내진상세, 공차, 내화·내식 계획 | 도면·시방서 대조 | 코드·시방 부합 | 도면체크리스트 |
| 제작(P/F) | 재료 인증, 홀 가공 품질, 베벨·개선각, 표면처리, 프라이머/도막 두께 | MTC 확인, 캘리퍼스, 코팅두께게이지 | 규격·공차 충족 | 재료성적서·검사성적서 |
| 운반·보관 | 변형·부식·코팅손상, 볼트·부자재 분류 | 육안·치수, 적재상태 확인 | 손상 없음 | 입고검사기록 |
| 가설·정렬 | 기준선 설정, 레벨·수직·변위, 임시보강 | 토탈스테이션, 레벨, 플럼버브 | 설계 공차 내 | 정렬기록표 |
| 볼트 체결 | 등급·길이, 체결순서, 예비조임, 본조임, DTI/턴오브너트/토크법 검증 | 라벨·각인 확인, 체결시험, 랜덤 샘플링 | 규정 프리텐션 확보 | 체결체크시트 |
| 용접 | WPS/PQR, 용접자 자격, 예열·층간온도, 결함 NDT | 온도스틱, VT/MT/UT, 매크로절단(필요시) | 불합격 결함 없음 | NDT 성적서 |
| 베이스·앵커 | 앵커 위치·수직, 베이스레벨, 그라우트 충전 | 치수측정, 망치타설, 코어링(선정) | 빈틈 없음, 레벨 공차 내 | 그라우트 체크리스트 |
| 마감·내화 | 내화피복 두께, 도막연속성, 갈바닉 부식 방지 | 두께게이지, 홀리데이 테스트 | 설계 두께 확보 | 품질점검표 |
| 종합검사 | 수평다이어프램 연속, 드리프트 조인트 간극, 방수·차음 | 목시·치수, 기능시험 | 성능 달성 | 인수인계서 |
3. 고장력볼트 접합 점검
3.1 볼트 사양 및 배치
- 볼트 등급, 직경, 길이, 너트·와셔 규격을 라벨과 각인으로 확인한다.
- 구멍 직경, 가장자리 여유거리, 피치 간격을 설계 기준과 대조한다.
- 슬립크리티컬(마찰접합) 여부를 구분하고, 표면거칠기(클래스), 오염·도막 상태를 확인한다.
주의 : 슬립크리티컬 접합에서 도장·윤활 오염은 마찰계수 저하로 설계하중 미달을 유발한다. 페인트 오염, 오일, 녹 분진을 제거하고 규정된 표면처리를 확인해야 한다.
3.2 체결 절차와 검증
- 정렬·임시볼트 후 모든 볼트를 스너그타이트까지 균등하게 예비조임한다.
- 본조임은 중심에서 바깥으로, 대각선 교호 순서로 진행한다.
- 검증 방법
- 턴오브너트법: 기준 회전각을 적용하여 프리텐션을 확보한다.
- DTI(변형지시와셔): 틈새 게이지로 압축량을 확인한다.
- 토크법: 사전 캘리브레이션한 렌치로 지정 토크를 적용한다.
- 무작위 샘플링(로트·접합 유형별)로 독립 검증을 수행한다.
3.3 프리텐션·토크 산정 예시
볼트 프리텐션은 다음 식으로 추정한다.
필요 프리텐션 T_req = k · A_s · f_y - k : 설계계수(보수적 0.7~0.8 등 설계기준에 따름) - A_s : 유효단면적(mm²) - f_y : 항복강도(MPa) 토크-장력 관계는 아래 실무식으로 초기 추정한다.
적용 토크 M ≈ K · d · T - K : 너트계수(0.15~0.25 범위, 현장 캘리브레이션 필요) - d : 공칭지름(mm) - T : 볼트장력(kN) 주의 : 토크-장력 관계는 표면상태·윤활·와셔에 따라 크게 달라진다. 반드시 시공 전 전용 시편으로 캘리브레이션을 수행하여 로트별 보정계수를 확보해야 한다.
3.4 검사 기준 체크리스트
| 항목 | 허용기준 | 점검도구 | 불합격 사례 |
|---|---|---|---|
| 와셔 방향 | 지정면이 회전부와 접촉 | 육안 | 와셔 반전 설치 |
| 나사 돌출 | 2~3산 이상 | 자·캘리퍼스 | 돌출 부족 |
| 표면상태 | 녹·오염 없음 | 육안 | 유분·페인트 잔류 |
| 슬립면 | 규정 거칠기·청결 | 거칠기 비교판 | 코팅 과다 |
| 체결검증 | DTI/턴오브너트 합격 | 게이지·마킹 | 회전각 부족 |
4. 용접 접합 점검
4.1 WPS/PQR·자격
- WPS와 PQR의 적용 범위(두께, 재질, 전류·전압, 예열)를 확인한다.
- 용접사 자격의 유효기간과 공정 적합성을 확인한다.
4.2 시공 관리
- 예열·층간온도를 스틱 온도계로 상시 기록한다.
- 개선가공, 루트갭, 청결 상태를 용접 전후 점검한다.
- 다층 용접은 각 패스 교차 기공, 언더컷, 라미네이션을 시각검사한다.
4.3 비파괴검사(NDT)
- VT는 전수, MT/UT는 중요 등급·응력집중부에 대해 샘플링 또는 전수 적용한다.
- 결함 허용기준은 설계기준과 시방서에 따른다.
주의 : 모듈 간 현장용접은 접근성 제약으로 품질저하 위험이 높다. 가능하면 볼트 접합으로 표준화하고, 불가피한 용접부는 NDT 범위를 확대한다.
5. 베이스플레이트·앵커·그라우트
5.1 앵커 정밀도
- 앵커 위치·수직도·노출길이를 템플릿과 토탈스테이션으로 확인한다.
- 슬리브·홀 오차는 설계 공차를 준수한다.
5.2 레벨·그라우팅
- 베이스 하부의 패드 그라우트는 공극 없이 충진한다.
- 경화 후 레벨, 균열, 함기·수축공을 망치타설과 코어 채취로 확인한다.
| 항목 | 허용기준 | 시험 |
|---|---|---|
| 레벨차 | 지정 공차 이내 | 레벨측정 |
| 충전율 | 빈틈 없음 | 코어/타설음 |
| 압축강도 | 설계강도 이상 | 공시체 |
6. 모듈 간 인터로킹·다이어프램 연계
- 모듈 상부·하부 프레임의 시어키·가이드핀 정합을 확인한다.
- 바닥 슬래브·데크의 수평다이어프램이 링프레임·가새와 연속되도록 체크한다.
- 수평 조인트의 간극, 방수부재, 차음재, 내화실런트 적용을 확인한다.
주의 : 수평다이어프램의 불연속은 풍하중·지진하중 전달 실패로 층간 변위를 키운다. 데크 스터드, 시어플레이트, 트랜스퍼빔의 연계를 도면대로 시공해야 한다.
7. 정렬·공차 관리
- 그리드 기준선, 기준점, 기준고를 현장 전 구간에 통일한다.
- 수직도, 처짐, 횡변위를 층마다 측정하여 누적오차를 제어한다.
- 볼트 체결 전 최종 정렬을 확인하고, 체결 후 변형을 재측정한다.
| 항목 | 측정도구 | 빈도 | 수용기준 |
|---|---|---|---|
| 수직도 | 토탈스테이션 | 매 층 | 설계 공차 내 |
| 스팬 처짐 | 레벨 | 주요부재 | 설계 공차 내 |
| 조인트 간극 | 필러게이지 | 매 접합 | 시방 범위 |
8. 내진·연성 세부 확인
- 모멘트 프레임 접합에서 패널존 보강, 보 플랜지·웹 보강판 적용을 확인한다.
- 브레이싱 접합의 블록시어·네팅단면 파괴 방지 세부를 확인한다.
- 프레임-모듈 경계에서 연성 힌지 위치와 국부좌굴 방지 세부를 확인한다.
9. 부식·내화·갈바닉 관리
- 아연도금, 금속용 사전처리, 습윤 환경에서의 코팅 체계를 확인한다.
- 서로 다른 금속 조합 시 절연와셔·프라이머로 갈바닉 부식을 차단한다.
- 내화피복 두께와 공극, 부착력, 손상 보수 상태를 점검한다.
10. 모듈러 특화 위험요인과 예방
- 반복 체결·해체로 인한 볼트 재사용 금지 또는 재사용 기준 준수한다.
- 견인·양중 중 충격하중으로 접합부 손상 가능성을 관리한다.
- 운반 진동에 의한 너트 풀림을 이중너트·락와셔·마킹으로 관리한다.
주의 : 조립 후 재교정 없이 마감에 진입하면 하중경로가 변해 미세한 처짐·균열·누수로 이어진다. 마감 전 구조체 재점검을 필수로 수행해야 한다.
11. 기록·추적성 관리
- 볼트 체결기록: 로트, 위치, 체결법, 검증결과, 작업자, 일시를 포함한다.
- 용접기록: WPS, 예열, 패스별 파라미터, NDT 결과를 포함한다.
- 그라우트 기록: 배치번호, 유동성, 충전시간, 강도시험 결과를 포함한다.
12. 현장 적용 예시: 볼트 장력 추정과 체결 계획
다음 예시는 M22 고장력볼트에 대한 장력·토크 초기값 산정과 체결 계획의 형태이다. 실제 현장 적용 시에는 캘리브레이션과 시방서 값을 우선한다.
# 입력 가정 d = 22 # mm A_s = 303 # mm^2 (M22 유효단면 예시) f_y = 900 # MPa (등급 예시) k = 0.75 # 설계계수 K = 0.20 # 너트계수(캘리브 전) # 계산 T_req = k * A_s * f_y / 1000 # kN M_torque = K * d * T_req # N·m (단, 단위 일치 보정 필요) # 절차 # 1) 스너그타이트 → 2) 턴오브너트 기준각 적용 → 3) DTI 게이지 확인 → 4) 랜덤 토크검증 주의 : 위 수치는 예시이다. 단위·계수는 현장 캘리브레이션과 시방서에 따라 조정해야 한다.
13. 모듈 간 누수·차음·내화 연계 점검
- 수평·수직 조인트에 방수테이프, 실런트, 커버플레이트를 도면대로 적용한다.
- 차음재의 연속성, 관통부 그라밋, 파이프·덕트의 방화씰을 확인한다.
- 커튼월·외장과 모듈 프레임 연결부의 열교 차단 부재를 점검한다.
14. 운영 단계 점검 포인트
- 진동·소음 증가, 누수, 문·창 호차, 균열 등 서비스성 저하를 모니터링한다.
- 주요 연결부 토크 마킹의 이격, 코팅 손상, 녹 발생을 정기 점검한다.
- 내화·방수 보수 이력과 구조 변경 이력을 문서화한다.
15. 표준 점검표(현장 사용 양식)
| 구역 | 접합유형 | 세부 점검항목 | 기준 | 판정 | 비고 |
|---|---|---|---|---|---|
| A-그리드 | 볼트 | 등급·길이·와셔 | 도면·시방 | 합/부 | |
| A-그리드 | 볼트 | 턴오브너트 각도 | 체결기준 | 합/부 | |
| B-그리드 | 용접 | 예열·층간온도 | WPS | 합/부 | |
| 베이스 | 앵커 | 위치·수직도 | 공차 | 합/부 | |
| 베이스 | 그라우트 | 충전율·강도 | 시방 | 합/부 | |
| 층간조인트 | 다이어프램 | 연속성·스터드 | 도면 | 합/부 | |
| 외장연계 | 방수 | 실런트·커버 | 디테일 | 합/부 |
16. 불합격 시 조치 프로토콜
- 불합격 항목 격리 및 표시, 하중 재분배 위험평가를 실시한다.
- 원인분류(재료/절차/인력/장비/환경) 후 재발방지 대책을 수립한다.
- 재작업 절차서 승인 후 동일 항목을 확대 재검사한다.
- 변경·보수 기록을 도면에 반영하고 인수인계한다.
17. 교육·도구·샘플링 전략
- 체결법별 교육과 모의체결 실습을 시행한다.
- 토크렌치, DTI 게이지, 온도스틱, 두께게이지, 필러게이지를 표준화하고 주기적 검교정을 실시한다.
- 접합 유형·위치·리스크에 따른 층화 샘플링으로 검사 효율을 높인다.
18. 빠른 현장 점검 요약
- 볼트: 등급·길이·와셔 확인 → 스너그 → 본조임(순서 준수) → 검증(DTI/턴오브) → 마킹 기록을 수행한다.
- 용접: WPS·자격 확인 → 예열·층간온도 관리 → VT·NDT 실행을 수행한다.
- 앵커/그라우트: 위치·레벨 → 충전·강도 → 빈틈·균열 점검을 수행한다.
- 다이어프램/방수: 연속성·간극·실런트·커버 점검을 수행한다.
- 기록: 사진·체크리스트·성적서 연계로 추적성을 확보한다.
FAQ
슬립크리티컬 접합과 베어링 접합 차이는 무엇인가?
슬립크리티컬 접합은 마찰로 전단을 전달하며 초기 프리텐션과 표면거칠기가 핵심이다. 베어링 접합은 구멍 가장자리와 볼트 샤프트의 맞물림으로 전단을 전달한다. 슬립 방지가 필요하거나 변형 제한이 엄격할 때는 슬립크리티컬을 채택한다.
턴오브너트법과 DTI 중 무엇을 선택해야 하나?
접근성, 작업자 숙련도, 표면조건에 따라 결정한다. 대규모 반복 작업과 시각적 검증이 필요하면 DTI가 유리하다. 협소부나 회전각 관리가 어려운 경우에는 토크법+캘리브레이션을 병행한다.
볼트 재사용은 가능한가?
고장력볼트는 재사용을 원칙적으로 금지한다. 불가피할 경우 시방서 기준의 시각·치수·장력 시험을 통과한 볼트에 한하여 제한적으로 허용한다.
현장용접을 최소화하려면 어떻게 설계해야 하나?
표준 접합 상세로 볼트화하고, 공장 사전용접과 스티치 용접을 활용한다. 현장에서는 조립·체결만으로 하중경로가 확보되도록 인터로킹 부재를 설계한다.
그라우트 불충분이 의심될 때 어떻게 확인하나?
망치타설로 공극음을 확인하고 의심 부위는 코어 채취로 검증한다. 충전재 주입구·배기구 위치와 유동시간 기록을 점검표로 관리한다.