콘크리트 구조물의 골조공사에서의 주요 공정 중 하나인 거푸집 공사는 전체 건축공사의 공사기간 및 공사비 측면에서 상당 부분을 차지하고 있다. 하지만 공사현장의 조건을 고려한 거푸집의 적정시스템 선정은 현재까지 현장실무자의 경험에만 의존하고 있는 실정이다. 본 논문에서는 거푸집 공법 선정 요인에 대한 정량화된 분석을 바탕으로 슬래브 거푸집 중 신공법과 기존 공법을 선정하여 각 공법의 성능을 정량화된 분석데이터를 바탕으로 평가했다. 이를 통하여 각 공법들의 정성적 항목에 대한 정량화된 평가점수를 산출하여 슬래브 거푸집의 현장 적용성에 대한 평가 방안을 제시하였다. 따라서 본 논문에서 사용된 델파이 기법의 방법론은 다른 공법들의 선정, 평가에도 사용될 것이라 사료된다.
국내외 건설현장에서 사용빈도가 급격히 증가하고 있는 슬래브용 알루미늄 폼은 탈형시 바닥으로 그대로 떨어뜨리는 경우가 많아 소음으로 인한 주변 민원이 발생하고, 높은 위치에서 떨어지면서 형틀이 변형되거나 바닥에서 튀어 오로면서 주변 인부들에게 상해를 입히기도 하여 중대재해처벌법이 강화되는 현실에서 개선이 절실한 상황이다. 이에 본 연구에서는 공동주택의 1세대 슬래브 거푸집 전체가 동시에 작업자가 펼친 손이 닿는 위치까지 안전하게 낙하되면 자유롭게 분해하여 다음 층으로 인양할 수 있게 함으로써 안전성, 품질, 경제성, 공정이 개선된 필러서포터 존치형 공법으로써 슬래브의 처짐문제 해결 등의 장점을 확인되고 건설신기술을 획득하였으므로 적극적인 시장개척을 통한 적용 활성화가 가능할 것으로 판단된다.
콘크리트 건축물 공사에 있어, 거푸집공사는 전체공사비의 10%를 차지하는 중요한 공정이다. 최근의 건축물은 대형화, 고층화가 이루어지고 있다. 이러한 거푸집공사의 고효율과 안전성을 위하여 거푸집공정의 시스템화가 이루어지고 있으나, 여전히 인명사고와 해체공정에서 발생하는 소음 민원이 빈번히 발생하고 있으며, 이러한 문제의 해결을 위하여 대부분 해외기술에 의존하여 국내 건설현장 여건을 고려하지 않는 관계로 외면되어 기존 거푸집 공법을 답습하고 있는 실정이다. 본 연구는 공정개선, 안전성 향상 및 해체소음 저감이 가능한 슬래브, 보 전용 테이블형 다단 드롭 시스템 거푸집을 개발하고 시스템 내에 사용되는 주요 부재인 장선 멍에와 동바리의 물성을 평가하고, 이 시스템의 현장 적용을 위한 해체공정에서의 소음을 기존 공법과 비교 평가하는 연구로서 실험결과, 멍에 빔과 동바리 모두 슬래브 및 보 타설용 가설재로 사용하기에 충분한 내력이 있는 것으로 나타났으며, 평균소음도가 기존 공법에 비해 10dB(A) 이상 저감되는 것으로 확인되었으며 타설 시의 처짐량을 측정한 결과, 기존 공법 대비 처짐이 저감되는 것을 확인하였다.
국내 공동주택의 건축공사에서 주로 사용되고 있는 철근콘크리트 벽식구조에서 거푸집공사는 공기에 큰 영향을 미치는 공사이다. 건설선진국에 비해 긴 공정사이클을 갖고 있는 국내 골조공사의 실정을 감안한다면 거푸집공사에 대한 개선이 시급하다 볼 수 있다. 이에 대해 골조공사의 공기단축 및 원가절감을 위한 노력이 마감공사와 연계하여 이루어진다면 더욱 효과적일 것이므로, 공정개선의 노력은 골조공사와 마감공사의 연계를 통한 공종의 통합 및 낭비의 제거를 통해 이루어져야 할 것이다. 본 연구에서는 국내 건설현장의 사례조사를 통해 거푸집공사와 마감공사의 프로세스에서의 공정개선을 슬래브 골조공사를 중심으로 프로세스에 존재하는 비 가치창출작업을 파악하고 가치흐름분석을 통해 세분화되어 있는 공종을 통합하여 시간, 비용의 절감의 효과를 분석하였다. 또한 슬래브공사의 흐름생산을 유도하기 위한 공정개선 방안을 통하여 공기단축과 원가절감의 효과를 제시하였다.
중소규모 건축물의 시공 현장은 기초의 크기가 작고 터파기 깊이가 얕은 경우가 많다. 이런 경우 일반 거푸집을 이용하여 2회에 걸쳐 타설하는 기존의 재래식 공법보다 매립형 보조거푸집을 이용하여 기초 및 지중보와 바닥슬래브를 동시에 타설하는 공법을 사용하면 지하층 골조공기의 단축과 그에 따른 원가절감을 기대 할 수 있다. 기존의 매립형 보조거푸집은 거푸집의 종류에 따라서 자재와 인건비에 따른 원가, 품질상의 문제들이 있기 때문에 사용에 제약이 있다. 따라서 본 연구에서는 개선방안으로써 발포폴리스티렌을 매립형 보조거푸집으로 이용한 기초 및 지중보와 바닥슬래브 콘크리트 동시 타설공법을 제안하고, 기존의 공법들과 비교하며, 공법별 평가를 통하여 효용성을 검증하고자 한다.
본 연구는 한중콘크리트 시공 시 초기보온 대책 중 가장 손쉽고 경제적일 것으로 사료되는 단열 보온양생을 대상으로 하였다. 실험은 한중콘크리트 시공조건을 상정하여 기존 거푸집과 각종 단열재 조합에 따른 단열거푸집간의 온도이력을 검토하여 효율적인 단열거푸집을 개발하고자 하였다. 실험결과 $-10^{\circ}C$ 일정인 외기온도 조건에서 벽용 거푸집의 경우, 일반 유로폼인 경우는 초기 24시간 이전에 급속한 온도저하에 의해 $0^{\circ}C$ 이하로 약 7시간 정도 지속되었고, PP+스티로폼+합판인 경우는 영상의 온도를 유지하고, 강도발현도 우수하며, 단열거푸집간 비교적 가격도 저렴하여 우수한 단열거푸집임이 밝혀졌다. 슬래브용 거푸집 실험의 경우, 하부는 단열거푸집으로 고정하고, 콘크리트 표면 양생방법을 달리하였을 때, 콘크리트의 온도이력을 측정한 결과, 노출시킨 경우 약 10시간 이후부터 영하로 저하하였고, 비닐+양생포의 경우 약 42시간 이후부터 영하로 저하하였다. 반면, 비닐+스티로폼+양생포를 사용한 양생의 경우에는 약 55시간 이후부터 영하로 저하하여 노출이나 일반적으로 많이 사용되는 비닐+양생포와 비교하여 우수한 단열효과임이 밝혀졌다. 7일 및 28일에 있어 슬래브의 코어 압축강도를 측정한 결과는 단열재를 사용하였을 때 크게 나타났다.
철근콘크리트조 공사의 안전성과 효율성은 동바리-슬래브거푸집의 최적의 운영에 달려있다. 철근콘크리트공사에서의 사고는 주로 가설공사에 과도한 하중이 작용하였거나 동바리를 조기에 철거하기 때문에 발생한다. 콘크리트의 조기압축강도발현이 공사중구조체의 안전에 중요하다. 슬래브-동바리의 상호작용에 관한 연구는 주로 무량슬래브 구조에 대하여 이루어 졌다. 본 연구에서는 전단벽식 철근콘크리트조 아파트에서 슬래브와 동바리에서의 하중분포를 유한요소법을 이용하여 조사하였다.
철골구조 또는 철골철근콘크리트구조 건물의 바닥슬래브 구조는 공사도 무비의 절감과 공기단축의 필요성에 따라 데크플레이트의 사용이 보편화되어 있다. 이러한 데크플레이트는 설치의 용이성 및 작업공간의 제공, 콘크리트 타설시에는 액성 상태의 콘크리트 사하중과 시공하중에 견디는 단일 휨부재로서 거푸집 역할을 하며, 구조용(합성용) 데크플레이트는 콘크리트가 경화한 후 합성슬래브의 주인장재 역할을 한다. 국내의 현행 법규상 데크플레이트를 구소재로 사용하는 경우에는 반드시 내화구조로 하여야 하며 이때 내화피복재의 추가시공은 필수적이다. 데크플레이트를 거푸집으로 사용하는 경우는 내화피복은 필요 없으나 콘크리트 및 철근 추가의 사용으로 건물의 자중이 증가하게 된다. 그러나, 현재 국내에서 사용되고 있는 데크플레이트는 대부분 거푸집용으로 위의 문제점을 갖고 있는 실정이고, 합성용 데크플레이트의 경우는 실험한 결과 대부분 슬립 하중이 최대하중으로 결정되는 매우 취성적인 거동을 나타내고 있다. 따라서 본 논문에서는 근래에 행하여진 합성용 데크플레이트의 실험을 근간으로 새로운 형상의 구조용 데크플레이트를 제시하며 이를 사용한 합성슬래브의 거동을 파악하고, 신형상의 합성슬래브 실험 결과 ASCE, EC4규준과 비교하며, 이론 모멘트-곡률관계로부터 구한 하중-처짐곡선을 실험치와 비교한다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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