구조용 강재 물량 산출

압연형강(W, S, M, HP, C, MC, 앵글, 중공형강, 파이프)은 공인된 피트당 공칭 중량에 제작도 또는 설치도상의 상세 길이를 곱하여 산출합니다. 호칭 자체에 이미 중량이 포함되어 있어, W14x30은 피트당 30파운드이며 단면으로부터 다시 산정하지 않습니다. 미터법 지역에서도 표준 형강표상의 미터당 질량으로 동일하게 적용됩니다. 강판은 이를 둘러싸는 최소 직사각형 기준으로 산정합니다. 즉 전체 직사각형 치수에 두께와 밀도를 곱합니다. 거셋판, 전단 절단된 모서리, 잘라낸 끝부분에서 생기는 삼각형 자투리(drop)는 제외하지 않는데, 그 폐자재는 제작자가 실제로 구입한 자재이기 때문입니다.

이것이 AISC 중량 산정(Calculation of Weights) 방식이며, Caltrans 표준 시방서 55절과 같은 미국 고속도로 시방서에 거의 그대로 인용되어 있습니다. 입찰 및 대부분의 계약 대가 산정 방식은 실제 계량한 질량이 아니라 이 산정(이론) 중량을 사용합니다. 제강 시 압연소가 계량하는 질량인 실측 중량(scale weight)은 압연 여유분만큼 이론 중량을 초과할 수 있습니다. ASTM A6는 그 여유분을 보장된 초과량이 아니라 허용 한계로 규정합니다. 즉 피트당 100파운드 이상인 형강에 대해 최대 +2.5퍼센트, 피트당 100파운드 미만인 형강에 대해 -2.5에서 +3.0퍼센트까지입니다. 이를 예상 평균이 아니라 정산을 위한 공차 범위로 다루십시오. 계약이 산정 중량을 명시하는 경우에 실측 중량을 사용하면 공사 대금이 과다 청구됩니다.

두꺼운 강판은 압연 공차가 더 크므로, 고속도로 및 교량 대가 산정 방식에서는 폭이 36인치(약 915밀리미터)를 초과하는 강판에 대해 공칭 직사각형 중량에 더하여 ASTM A6 허용 중량 초과량의 2분의 1을 가산합니다. 폭이 36인치 이하인 강판에는 가산하지 않습니다. 미터법 건축 측정 방식은 순 이론 질량을 측정하며 이 초과량을 적용하지 않습니다.

코프(cope), 블록(block), 클립(clip), 전단 절단면, 펀칭, 드릴링, 보링, 밀링, 플레이닝에 대해서는 공제하지 않습니다. 압연소가 전체 단면을 압연했고 제작자가 봉재나 강판 전체에 대한 대금을 지불했으므로, 제거된 자재는 차감 항목이 아니라 폐자재입니다. ANZSMM은 이를 구멍이나 노치에 대해 공제하지 않는다고 규정하며, 압연 부재에 큰 구멍이나 노치가 있더라도 이 원칙은 모든 공식 측정 방식에서 동일하게 적용됩니다.

공제하지 않는다는 규칙은 부재의 가공 형상에 대해서는 절대적이지만, 강판 면적에 대해서는 그렇지 않습니다. 데크나 베이스플레이트 면처럼 강판 면에 뚫린 큰 개구부는 강재 면적에 차용한 일반 측정 방식의 소규모 공극 규칙을 따릅니다. 즉 토목 측정 방식(CESMM4)에서는 약 0.10제곱미터를 초과하는 개구부를, 건축 측정 방식(RICS NRM2)에서는 1.00제곱미터를 초과하는 개구부를 공제합니다. 강재 전용 개구부 조항은 없으므로 이러한 일반 기준값을 유추하여 적용합니다. 데크의 계단·수직 통로·엘리베이터 개구부는 항상 공제하며, 소규모 관통부는 흡수합니다.

용접 금속 중량과 도장 또는 아연도금 중량은 강재 톤수에 포함하여 산정하지 않습니다. 둘 다 부재 강재에 비해 무시할 수 있는 수준이며 각각 별도 항목으로 가격을 책정합니다. 용접은 AWS D1.1에 기술된 대로 길이와 규격으로, 도장은 표면적으로 산출합니다. 볼트, 너트, 와셔, 스터드는 계량할 경우 AISC 철골 시공 매뉴얼(Steel Construction Manual)의 패스너 표(100개당 중량)에서 가져오며, 그렇지 않으면 접합부 여유분에 포함됩니다. 입찰 단계에서는 최종 접합부 설계를 대개 알 수 없으므로, 접합부 강재(거셋판, 전단 탭, 베이스플레이트와 캡플레이트, 보강재, 클립 앵글, 볼트)는 부재 자체 중량에 가산하는 일정 비율로 처리합니다. 일반적인 관행은 3~10퍼센트이며, 통상적인 전단 접합 건축 골조에는 흔히 5~7퍼센트, 모멘트·가새·내진 골조에는 대략 10~15퍼센트를 적용합니다. 이 비율은 특정 수치를 뒷받침하는 공인 조항이 없는 적산 관행이므로 제작자의 실적 자료에 맞추어 보정하십시오. 공식 측정 방식은 설계가 존재하는 경우 접합부를 별도로 측정합니다.

개수로 셀 수 있는 두 가지 접합부 품목은 별도 항목으로 잡습니다. ASTM F1554 등급 36, 55, 105에 따른 앵커 로드(앵커 볼트)는 기둥 및 베이스플레이트 개수(흔히 베이스플레이트당 4개)에서 도출되는 조달 및 설치 물량으로, 직경·매입 깊이·돌출 길이·등급으로 명시되며 대개 설치에 앞서 콘크리트 공종이 설치합니다. 헤드형 전단 스터드(AWS D1.1 B형, 흔히 4분의 3인치)는 물량이 많은 합성 바닥 품목으로, 합성 설계의 스터드 일람표에서 개수로 산출하고 중량은 AISC 표에서 가져오며 부재 자체 톤수에는 절대 가산하지 않습니다.

부재 중량은 길이에 피트당 중량을 곱한 값이므로 길이 산정 관행이 톤수를 좌우합니다. 이 방식은 각 형강의 전체 길이를 끝에서 끝까지 사용하며 단부 가공에 대한 공제는 하지 않습니다. ANZSMM은 형강을 0.1미터 단위로 측정하고, 미국 야드파운드법 관행은 가장 가까운 인치 또는 피트의 분수 단위로 반올림합니다. 기둥은 이음점 사이로 측정하고, 보는 지점 중심에서 지점 중심까지 또는 상세 절단 길이까지로 산정합니다.

가구도나 기초 평면도에서 구조 기둥은 격자 교차점에 표시된 속이 채워진 정사각형이나 직사각형, 두꺼운 I형 또는 W형 형강, 또는 중공형강이나 파이프 기호로 나타납니다. 기둥마다 한 지점으로 셉니다. 베이스플레이트는 별도로 세지 않고 기둥과 함께 세며, 건축용 기둥, 볼라드, 매입철물, 비구조 기둥은 제외합니다. 여러 층에 걸쳐 이음으로 연결된 기둥은 개수와 톤수 모두에서 하나의 기둥으로 보며, 앵커 볼트와 베이스플레이트 개수는 이로부터 도출하여 교차 검증합니다.

기둥 항목과 나란히 별도의 개수가 함께 따라갑니다. 바로 설치 조각 개수로, 운송 가능하거나 현장에서 접합되는 조각 단위로 산출합니다. 설치 노무와 크레인 인양 횟수는 연속 부재가 아니라 조각의 개수에 의해 좌우됩니다. 2층에서 이음으로 연결된 3층 높이 기둥은 하나의 부재이지만 두 개의 설치 조각이며, 두 부분으로 나누어 운송되는 거더는 인양 두 번에 해당합니다. 설치 인시(人時)를 위해 톤수와 별개로 조각 개수를 관리하십시오.

부재 역할에 따라 톤당 제작 및 설치 노무가 다르므로, 톤수를 한데 묶지 않고 그룹별로 구분합니다. 즉 기둥, 보와 거더, 가새, 2차 부재와 채움 부재, 기타 금속물과 매입철물로 나누고, 여기에 공장 작업과 현장 작업을 구분합니다. 공식 측정 방식은 기둥, 보, 가새, 비정형 부재를 별도로 측정하도록 요구합니다. 계단, 사다리, 난간, 인방, 매입철물 등 기타 금속물은 대개 철골 가구와 별도 패키지로 처리합니다.

강종은 단가와 조달 리드타임을 좌우하므로 톤수는 강종별로도 구분합니다. W형강은 통상 ASTM A992, 강판은 흔히 A36 또는 A572 등급 50, 중공형강은 A500 또는 A1085, 둥근 파이프는 A53입니다. 동일한 형강이라도 등급이 높으면 별개의 조달 항목입니다. 유럽에서는 동등 등급이 EN 10025에서, 호주와 뉴질랜드에서는 AS/NZS 등급에서 나옵니다. 구조 도면의 프로젝트 자재 시방서와 대조하여 강종을 확인하십시오.

금속 데크는 지지 가구 위로 데크 받침의 바깥 가장자리까지의 면적으로 산출하며, 미국에서는 스퀘어(square, 100제곱피트) 단위로, 그 밖의 지역에서는 제곱미터로 측정합니다. 면적은 공칭 폭이 아니라 강재데크협회(Steel Deck Institute)가 ANSI/SDI SD-2022에 따라 공인한 순 유효 피복 폭을 사용하여 패널 수량으로 환산합니다. 일반적인 36인치 지붕 데크 패널은 순 36인치로 맞물리는 반면, 측면 겹침이 서로 맞물리는 합성 바닥 데크는 공칭보다 약간 적게 덮습니다. 일반적으로 개구부·경사·단부 겹침에서 맞춤 절단을 위해 적용하는 5~10퍼센트의 데크 손실 여유는 공인 수치가 아니라 관행입니다.

개방 웹 강재 조이스트와 조이스트 거더(SJI K, LH, DLH, KCS 계열)는 개수와 길이로 산출하며, 중량은 22K9와 같은 각 호칭에 대해 SJI 하중표의 피트당 파운드 단위 근사 중량에서 가져옵니다. 그 중량에는 브레이싱(bridging)과 부속품이 제외되어 있으므로 브레이싱은 별도 항목으로 잡습니다. 바 그레이팅, 체커드 플레이트 및 바닥 플레이트, 계단 디딤판은 기타 금속물 품목으로 각각의 절단 및 손실 관행에 따라 면적으로 산출하며, 여기에 길이 단위의 가장자리 띠와 개수 단위의 디딤판 및 계단참을 더합니다. 이들의 중량은 압연형강 표가 아니라 NAAMM/MBG 그레이팅 계열과 같은 제조사의 면적당 제품 중량에서 가져옵니다.

도장은 강재 중량의 함수가 아닙니다. 뿜칠 내화 피복, 발포성 도료, 공장 또는 현장 도장은 표면적으로 산출하며, 이는 각 단면의 전개 둘레(둘레 길이)에 길이를 곱한 값입니다. 내화 피복 두께는 단면 계수와 요구되는 내화 등급에 따라 달라지며, 이는 등재된 내화 설계로 정해집니다. 뿜칠 내화 피복의 범위는 UFGS 07 81 00에서 규율합니다. 용융 아연도금은 대개 도장과 마찬가지로 부재 표면적으로 측정하는 반면, 도금량은 ASTM A123에 따라 단위 면적당 도막 질량으로 명시되며, 도금업체는 흔히 침적한 강재의 중량으로 가격을 책정합니다.

물량 산출 중량의 경우, 중공형강과 파이프도 여전히 공인된 피트당 공칭 중량을 사용하므로 톤수 산정 기준은 변하지 않습니다. 함정은 ASTM A500 설계 두께가 공칭 두께의 약 0.93배라는 점으로, 카탈로그 중량은 공칭 두께 기준임에도 설계 단면 성능(단면적과 단면 계수)이 줄어든다는 것입니다. 설계 두께로 물량 산출 중량을 다시 계산하지 마십시오. 그렇게 하면 구입 질량이 과소 산정됩니다. 공인 수치가 어느 두께를 기준으로 한 것인지는 표마다 확인하십시오.

건축 노출 구조 강재는 외관이 중요한 곳에 보이도록 남겨두는 강재입니다. AISC 표준 시행 규준은 더 매끄러운 용접, 갈아낸 가장자리, 더 엄격한 공차 등 제작 및 마감 요건이 강화되는 노출 강재 등급을 정의합니다. 이는 측정 중량을 바꾸지 않지만 제작 비용 할증을 수반하므로, 할증이 노출 부재에만 배분되도록 표시해 두어야 합니다. 이를 물량 변경이 아니라 그 외에는 표준인 톤수에 붙는 분류 표시로 다루십시오.

동일한 골조라도 용도에 따라 다른 톤수가 나옵니다. 입찰 견적은 순 산정 부재 중량에 접합부 여유와 자투리(drop) 또는 폐자재 여유를 얹고, 데크와 조이스트는 각각의 손실분을 반영하여 면적 또는 개수로 산출합니다. 조달은 압연소 재고 길이(흔히 40, 45, 50, 60피트)로 부재를 발주하고 맞물리지 않는 잔여분, 즉 자투리를 최소화하도록 배치하므로, 발주 중량은 그 자투리만큼 순중량을 초과하며 이는 흔히 3~8퍼센트의 여유로 모델링됩니다.

기성 청구와 대가 지급용 측정은, 특히 고속도로 공사에서, 규준화된 산정 중량만 사용합니다. 즉 강판은 직사각형 기준으로, 광폭 강판에는 ASTM A6 초과량의 2분의 1을 적용하며, 공제는 하지 않고 용접이나 도장도 포함하지 않습니다. 원가 관리는 제작자의 실측 중량을 ASTM A6 압연 여유 범위 내에서 산정 계약 중량과 대조하여 정산합니다. 접합부 여유와 자투리 여유는 입찰과 발주에만 해당하며 대가 지급용 측정 물량에는 결코 포함되지 않습니다. Exayard는 도면 세트와 강재 일람표를 읽어 이 규칙들을 부재 역할과 강종별로 적용하고, 각 물량의 근거가 되는 표준을 기록하여 중량을 다시 측정하고 입증할 수 있도록 합니다.