강구조
강재 SS275·SM355 차이와 선정 기준 — 강종을 올려도 안 좋아지는 것들
도면에 SS400이라고 적힌 구도면을 보다가 SS275를 만나면 헷갈립니다. 강도가 낮아진 것처럼 보이지만 같은 강재입니다. 표기 기준이 바뀐 것뿐입니다.
이 글에서는 강종 표기를 읽는 법과, 강도를 올렸을 때 실제로 무엇이 좋아지고 무엇이 전혀 안 좋아지는지를 계산으로 정리합니다.
기호 읽는 법
S M 355 B
│ │ │ └─ 충격흡수에너지 등급
│ │ └──── 항복강도 (MPa)
│ └─────── 용도 구분
└───────── Steel앞 두 글자 — 용도
| 기호 | 이름 | 특징 |
|---|---|---|
| SS | 일반구조용 압연강재 | 용접성 보증 없음 |
| SM | 용접구조용 압연강재 | 용접성 보증 |
| SN | 건축구조용 압연강재 | 용접성 + 항복비·내진 성능 관리 |
SS와 SM의 결정적 차이는 용접성입니다. SS재는 탄소당량이 관리되지 않아 용접부에 균열이 생길 수 있습니다. 용접 접합이 있으면 SM 이상을 써야 합니다.
SN재는 여기에 더해 항복비(항복강도/인장강도)를 제한해 지진 시 소성변형 능력을 보장합니다.
뒤 숫자 — 항복강도
**숫자가 곧 항복강도(MPa)**입니다. 예전에는 인장강도로 표기했기 때문에 대응 관계를 알아야 합니다.
| 구 표기 | 현 표기 |
|---|---|
| SS400 | SS275 |
| SM400 | SM275 |
| SM490 | SM355 |
SS400과 SS275는 같은 강재입니다. 400은 인장강도, 275는 항복강도를 가리킵니다.
마지막 알파벳 — 충격 등급
A → B → C 순으로 저온 충격 성능이 좋아집니다. 추운 지역이나 두꺼운 판, 용접량이 많은 부재에는 B 이상을 씁니다. C가 가장 엄격합니다.
강도를 올리면 무엇이 좋아지나
SS275 → SM355는 항복강도가 29.1% 증가합니다.
항복이 지배할 때
H-300×300×10×15(A = 117cm²)의 단주기 압축부재로 계산하면
| 강종 | 항복내력 |
|---|---|
| SS275 | 3,218 kN (328 tf) |
| SM355 | 4,154 kN (424 tf) |
29.1% 증가. 항복강도가 오른 만큼 그대로 올라갑니다. 필요 단면적으로 보면 22.5% 절감입니다.
무엇이 전혀 안 좋아지나
여기가 이 글의 핵심입니다.
좌굴 — 0%
오일러 좌굴하중에는 F_y가 아예 없습니다.
P_cr = π² E I / (kL)²같은 단면을 세장비 150인 장주 기둥으로 쓰면
| 강종 | 탄성좌굴하중 |
|---|---|
| SS275 | 1,052 kN |
| SM355 | 1,052 kN |
완전히 같습니다. 강종을 올리는 데 든 돈이 전혀 반영되지 않습니다.
| 세장비 | Fe | 좌굴하중 (두 강종 동일) |
|---|---|---|
| 140 | 103.2 MPa | 1,208 kN |
| 150 | 89.9 MPa | 1,052 kN |
| 180 | 62.4 MPa | 731 kN |
처짐 — 0%
처짐은 E와 I에 좌우됩니다. 강재의 탄성계수는 강종과 무관하게 205,000 MPa입니다. SM355로 바꿔도 처짐은 1mm도 줄지 않습니다.
한계세장비 — 오히려 12% 감소
한계세장비 = 4.71 √(E / F_y)| 강종 | 한계세장비 |
|---|---|
| SS275 | 128.6 |
| SM355 | 113.2 |
| HSA650 | 83.6 |
강도가 높을수록 탄성좌굴 구간이 빨리 시작됩니다. 즉 고강도강일수록 강종의 이점을 못 쓰는 영역이 넓어집니다.
정리하면
SS275 → SM355로 바꿀 때
| 항목 | 변화 |
|---|---|
| 항복내력 | +29.1% ✅ |
| 필요 단면적 (항복 지배) | −22.5% ✅ |
| 탄성좌굴하중 | 0% |
| 처짐 | 0% |
| 한계세장비 | −12.0% |
강종 상향은 “항복이 지배하는 부재”에서만 값을 합니다.
- 단주 기둥, 인장재, 접합부 → 효과 있음
- 장주 기둥, 처짐 지배 보 → 효과 없음
SS275의 한계세장비 128.6을 넘어가면 두 강종의 압축내력이 같아집니다. 세장비를 먼저 확인하고 강종을 정하는 순서가 맞습니다.
실무에서 자주 틀리는 지점
용접부에 SS재를 쓰는 경우
SS재는 용접성이 보증되지 않습니다. 탄소당량이 관리되지 않아 용접 열영향부에 균열이 생길 수 있습니다. 용접 접합이 있으면 SM 이상을 쓰세요.
처짐이 문제인데 강종을 올리는 경우
처짐은 E에 좌우되고 E는 강종과 무관합니다. 처짐이 문제면 춤을 키우거나 I를 늘려야 합니다. 단면 성능을 다시 보세요.
장주 기둥에 고강도강을 쓰는 경우
세장비가 한계세장비를 넘으면 강종 상향의 효과가 0입니다. 돈만 더 씁니다. 좌굴이 문제면 단면이나 좌굴길이를 손봐야 합니다.
충격 등급을 확인하지 않는 경우
같은 SM355라도 A·B·C의 저온 인성이 다릅니다. 한랭지 구조물이나 두꺼운 용접 부재에 A등급을 쓰면 취성파괴 위험이 있습니다.
자주 묻는 질문
SS400 도면을 SS275로 그대로 바꿔도 되나요?
같은 강재이므로 표기만 바꾸면 됩니다. 다만 구도면의 설계값이 허용응력설계 기준일 수 있으므로, 설계법 자체가 바뀌었는지 확인이 필요합니다.
판이 두꺼우면 항복강도가 달라지나요?
낮아집니다. 두꺼운 판은 압연 과정의 냉각 조건 때문에 강도가 떨어져, 규격에서 두께 구간별로 낮은 F_y를 규정합니다. 두꺼운 플레이트 거더를 설계할 때 반드시 확인하세요.
SN재는 언제 써야 하나요?
내진 성능이 요구되는 건축 부재입니다. 항복비를 제한해 소성변형 능력을 확보하므로, 지진하중 설계에서 반응수정계수 R을 크게 쓰려면 그에 맞는 강재가 필요합니다.
철근의 SD400·SD500과 같은 논리인가요?
비슷하면서 다릅니다. 둘 다 “강도를 올리면 양은 줄지만 다른 게 불리해진다”는 구조입니다. 다만 철근은 정착·이음 길이가 늘어나는 것이 대가이고, 강재는 좌굴과 처짐이 전혀 개선되지 않는 것이 대가입니다.
정리
- SS / SM / SN은 용도 구분입니다. 용접이 있으면 SM 이상.
- 뒤 숫자는 항복강도입니다. SS400 = SS275(같은 강재, 표기 기준만 다름).
- SS275 → SM355는 항복내력 +29%, 단면 −22.5%.
- 그러나 좌굴 0%, 처짐 0%. 탄성계수가 같기 때문입니다.
- 한계세장비는 오히려 12% 줄어듭니다. 고강도강일수록 이점을 못 쓰는 구간이 넓어집니다.
- 세장비를 먼저 확인하고 강종을 정하세요.
좌굴 검토는 세장비와 좌굴에, 단면 선정은 H형강 규격표 보는 법에 정리해 두었습니다. 단면 성능은 단면 성능 계산기에서 바로 구할 수 있습니다.