본 연구에서는 천공된 웨브를 가진 FRP판을 거푸집 및 보강재로 활용한 퍼포본드 FRP-콘크리트 합성보의 휨/전단 거동 특성을 해석적인 방법으로 거동특성을 파악한다. 기존 실험결과와 비교하여 그 유용성을 입증하고 차후 실무에 활용하고자 한다. 본 사례와 같이 비선형성이 매우 큰 경우에는 외연적 방법에 의한 비선형 유한요소해석이 효과적일 것이다. 본 연구에서 채택한 콘크리트손상소성(concrete damage plasticity: CDP)모델은 콘크리트의 비선형적 거동을 적절히 모사할 수 있는 것으로 사료되며, 모델에서 필요한 여러 변수 인자의 결정은 실험결과와 비교하여 연구에서 사용한 값들을 추천하나, 보다 다양한 케이스에 대한 검토 및 조정이 필요할 것이다. 웨브가 천공된 합성보의 퍼포본드의 효과는 초기강성의 확보 측면에서 다소 효과가 있는 것으로 판단되나 정점에서의 경우 단면 손실과 결합력 증진 효과를 적절히 안배해야 할 것으로 사료된다. FRP 판과 콘크리트의 미끄러짐 등의 접촉문제는 초기 강성이 실험결과보다 다소 크게 나타난 이유 중에 하나라 판단되며 정점 이후 콘크리트와 FRP 의 분리문제 등이 실험결과와 다소 차이를 보인 원인으로 생각한다.
최근 건설분야에서 고기능화의 추구와 국제적 물가 상승에 기인하여 건설산업에 있어서 공기 단축과 건식공법에 의한 경제적 비용 절감을 추구함과 동시에 시멘트를 사용한 2차 제품의 적용이 점차 증대되고 있으나, 아직까지 건축 내 외장에서의 패널이나 기능적인 보수 보강 측면에서의 용도로만 사용하는데 국한되어 있어, 구조적인 성능이나 내구적인 성능의 개선을 위한 대책이 시급한 실정이다. 이에 따라 본 연구에서는 건설분야에 있어서 구조적 성능과 내구적 성능이 우수한 영구 거푸집의 적용가능성을 검토하고, 제조성능과 품질에 있어서 최적의 배합을 도출하고자 한다. 따라서, 4조건의 배합에 따른 진공압출성형 고인성 시멘트 패널의 역학 및 내구적 특성을 비교 분석한 결과 소량의 충전재와 다량의 고로슬래그 미분말 및 분말내화재료를 사용한 ECC-DP3의 시험체가 우수한 상대경도와 휨응력변형을 나타내었으며, 내구적 성능에서도 공극률 감소 및 수밀성 향상에 의해 우수한 경향을 나타내었다.
최근 건설 산업에서는 기능과 조형미를 갖춘 비정형 구조물에 대한 관심과 수요가 증가하고 있는 추세이다. 거푸집 기반의 시멘트 구조물은 구조물의 강도, 시공의 용이성, 치수 정확도, 표면 거칠기 등의 측면에서 장점들을 가지고 있지만, 다양한 비정형 구조물을 건설하는 데 있어서는 공사비용과 공사 기간을 증가시키는 한계점이 있다. 이러한 한계를 극복하기 위하여, 미국과 영국에서는 이미 쾌속 조형 기술을 건설 분야에 적용시킨 Contour Crafting이나 Concrete Printing과 같은 적층 시공 시스템이 산 학 간의 공동연구를 통해 개발되었다. 국내에서는 이에 관련된 연구가 전무하여, 본 기술로부터 융합 및 파생될 수 있는 가능성이 가로막힌 실정이다. 본 논문에서는 거푸집 없이 자유 곡면 형태의 구조물을 시공할 수 있는 자동화 적층 시공 시스템의 프로토타입 개발에 관련된 기계, 제어 시스템을 포함한 설계 요소들에 관하여 기술하였다. 적층형 시공에 적합한 재료는 섬유보강모르타르를 압축강도, 유동성 및 점도, 경화시간 실험을 통하여 선정하였다. 선정한 모르타르 배합비로 자동화 적층 시공 시스템에서 이송 및 압출 실험을 수행함으로써 적층 시공 시스템의 성공적 개발 가능성을 입증하였다. 본 연구의 결과를 기초로 향후 자동화 적층 시공 시스템을 보완한다면 토목 및 건축의 다양한 응용 분야에 확대하여 적용할 수 있을 것으로 기대된다.
프로젝트 초기단계에서 적정공사비 산정은 필수적이다. 적정공사비 산출을 위해서는 개산견적은 중요한 요인이 된다. 하지만 국내의 개산견적 활용 현황은 건물 유형에 따른 단위면적당 공사비만 활용하는데 그치고 있어 그 정확도가 높지 않다. 이에 본 연구에서는 따른 골조 공사의 공통 내역항목 수량을 연면적에 의한 회귀식을 제시하여 골조 공사의 철근, 레미콘, 거푸집에 대하여 개산 수량을 산출하고자 하였다. 본 연구에서 제시한 회귀식의 정확성과 타당성을 검증하기 위해 기존에 사용된 개산 수량법과 본 연구에서 제시한 회귀식을 실 사례에 적용하여 비교분석을 실시하였다. 그 결과 기존 개산 수량 법은 실소요 수량에 비해 발생한 오차율이 -102 ~ 55%였으며, 이에 기존 개산수량 법은 AACE에서 제시한 개산견적 정확도 범위인 -50~100%에 초과되었으나, 본 연구에서 제시한 회귀식의 오차율은 -6.4 ~ 11.62%였다. 이는 AACE의 개산견적 정확도 범위뿐만 아니라 상세견적 단계에서도 사용할 수 있다고 볼 수 있다. 그러나 더 높은 기대효과를 기대하기 위해서는 향후 수량뿐만 아니라 단가에 대한 영향요인을 분석하여 적정 공사비를 산출하는 연구가 필요하다고 판단된다.
3D 프린팅 콘크리트는 거푸집 없이 시공이 가능하기 때문에 비정형 구조물 건설이 용이하고, 연속시공에 따른 공사시간 단축 및 공사현장 인력 감소로 인한 인건비 절감이 가능하다는 장점이 있지만, 외부에 노출된 상태로 시공을 하기 때문에 콘크리트 내외부의 수분 손실에 의한 수축균열이 발생확률이 크다는 문제점이 있어 3D 프린팅 콘크리트의 내구성 향상을 위해서는 3D 프린팅 콘크리트의 수축저감 방안이 필수적으로 요구된다. 이에 본 연구에서는 글리콜계 및 알콜계 수축저감제 샘플 7종을 제조하여 그 성능을 평가하였고, 우수한 성능을 보인 수축저감제 샘플을 선별하여 이를 적용한 3D 프린팅 콘크리트의 기초적 특성을 확인하였다. 그 결과 수축저감제 사용 시 기존의 3D 프린팅 콘크리트 대비 압축강도가 10% 이상 증진되었고, 수축량은 36% 이상 감소되었다. 3D 프린팅 콘크리트용 수축저감제의 적용으로 압축강도 증진 및 건조수축량 저감이 가능하기 때문에 기존의 3D 프린팅 콘크리트 대비 내구성 향상이 가능하여 고품질의 3D 프린팅 콘크리트의 제조가 가능할 것으로 기대된다.
본 연구는 타설 콘크리트의 온도를 무선센서 방식으로 현장에서 직접 간편하게 계측할 수 있는 장치를 개발하고, 무선 전송네트워크시스템을 통하여 현장사무실 및 본사 등에서 실시간 효율적 온도이력관리를 할 수 있는 시스템을 구축하는데 목적이 있다. 실험결과, 우선 무선센서네트워크시스템의 기본이 되는 온도센서는 콘크리트 타설시 안정적으로 측정될 수 있도록 무선방식의 막대타입의 스텐레스 프로브형으로 제작하였으며, 거푸집에서의 탈부착이 간편하고 장기간의 내장전력공급이 가능한 거푸집일체형의 무선센서네트워크 장치를 개발하였다. 또한 무선센서네트워크시스템의 구성은 센서노드와 라우터, 게이트웨이 및 CDMA 통신방식으로 구성하였으며, 콘크리트의 동일한 양생조건 및 상이한 양생조건에서 온도를 측정한 결과, 기존의 유선방식과 동일한 온도분포를 보였다. 향후, 개발된 무선센서네트워크 장치를 현장에서 사용할 경우, 현장 사무실에서의 정량적인 콘크리트 온도관리가 효율적으로 이루어 질 것으로 판단되며, 감리 감독업무의 생산성 향상과 더불어 전반적인 콘크리트 구조체의 품질에 크게 기여할 것으로 판단된다.
최근 건설공사 노동 및 현장 여건 변화에 따라 전통적인 현장 노동집약적 건설생산방식의 문제가 제기됨에 따라 이에 대한 대안으로 OSC 공법이 점차 확산되고 있다. 공동주택에서도 PC공법 적용이 지하주차장을 중심으로 확대되고 있으나 재래식 거푸집 공법에 비해 높은 원가 구조가 문제가 되고 있다. 본 연구에서는 공동주택 공법 결정에 있어 핵심이 되는 경제성 평가에 있어 공사비 산정에 영향을 미치는 요인들을 국내·외 문헌고찰과 전문가자문을 통해 도출하고, PC공사 설계, 제작/운송, 시공 단계별 각 요인들의 중요도를 산업계 전문가를 대상으로한 의견조사를 통해 분석하였다. 공사비 절감 방안들은 설계 및 제작공정 개선에서 주로 도출되었으며, 이를 종합하여 PC공법 적용시 경제성 개선을 위한 주요 전략을 제시하였다. 본 연구에서 도출된 PC공법의 공사비 영향요인 및 개선 방안들은 향후 공동주택 PC공법 적용 확산을 위한 기술 개발에 방향성이 될 수 있을 것으로 기대된다.
설계안전성검토 제도 도입으로 현장공사수행 시 안전을 고려한 설계를 도입해야하나 실제 현장에서 설계안전성검토를 적용하여 수행하기에는 아직 미흡한 점이 많다. 본 연구에서는 설계안전성검토를 적용하지 않은 현장과 적용을 한 현장을 비교연구하였다. 적용공종은 건축물공사의 뼈대에 해당되는 골조공사 중 지하외벽공사에 대하여 연구하였다. 지하외벽 공사는 대부분 작업 조건이 외부 환경에 노출되어 작업조건이 열악하고 작업단계도 비계공사, 거푸집공사, 철근공사, 콘크리트타설공사 등을 거쳐야 완성되므로 안전사고 위험요소가 매우 높은 공종이다. 이에 각단계별 위험요소를 도출하고 위험성평가를 실시하여 이를 저감하기 위한 대안공법을 선정하였다. 대안으로 선정된 공법의 위험요소를 도출하고 위험성평가를 실시하여 설계안전성검토 미적용현장과 적용현장을 비교하여 위험성평가 가중치를 산출하고 저감효과를 연구하여 설계안전성검토가 필요한 사유를 설명하였다. 또한, 대안으로 수립된 공법을 실제 적용한 사례를 연구하여설계안전성검토 필요성을 제시하였다.
건설공사에 있어 가설공사는 그 중요성에 비해 전체공사에 차지하는 공사 금액이 낮고 공사 완료 후에는 철거되므로 다른 공종에 비해 상대적으로 비중이 작게 취급 되는 공종이다. 실제 현장에 근무한 건설기술자들은 공사의 품질과 공사의 안전을 확보하기 위해 여러 공정중 가장 중요한 공종으로 가설공사의 안전을 이야기 한다. 하지만, 가설공사는 공사 진행에 따라 공사현장 여러곳에서 동시에 여러 종류의 가설재가 설치되고, 그것을 사용하여 본 공사가 진행되기 때문에 안전관리가 어려운 것도 사실이다. 건설공사의 안전사고는 거의 가설공사에서 이루어진다고 해도 크게 틀리지는 않는다. 최근 들어 건축물이 대형화, 다양한 복합용도, 대규모 지하공간의 굴착. 초고층으로 바뀌어가는 건설 추세로 보아 가설공사의 중요성과 안전성은 절대 소홀히 할 수 없다. 본 연구의 목적은 IT 기술을 이용하여 건설공사에서 사용되는 가설자재중 동바리의 안전 확보를 연구목적으로 하며 가설공사의 안전사고를 방지하는 안전관리를 제안 하고자 한다.
건설사고는 근로자의 부주의, 안전장비 미착용, 안전규칙 미준수 등 다양한 요인이 복합적으로 작용해 발생할 수 있다. 건설사고를 유발하는 여러 요인 중 야외작업이 많은 건설업의 특성상 기상 조건은 건설사고 발생 요인 중 하나가 될 수 있다. 과거 발생한 건설사고 데이터는 사고예방을 위한 좋은 자료로 활용될 수 있지만, 건설업 재해사례 데이터는 자연어로 기술된 텍스트형태로 제공되기 때문에 건설업 재해사례 데이터에서 건설공사 위험요소(Hazard)를 추출하는 것은 많은 시간과 비용이 발생한다. 따라서, 본 연구에서는 텍스트마이닝을 이용해 국내에서 발생한 2,026건의 건설업 재해사례 텍스트데이터에서 건설공사 위험요소를 추출하고 빈도 분석(Frequency analysis)과 중심성 분석(Centrality analysis)을 통해 건설공사 위험요소의 계절별 중요도분석을 수행했다. 국토교통부에서 정의한 254개 건설공사 위험요소 중 51개 위험요소를 건설사고 텍스트데이터에서 추출했으며, 분석결과 봄, 가을은 거푸집, 여름은 비계, 겨울은 크레인이 계절별 가장 중요한 위험요소로 나타났다. 제안방법은 날씨, 계절, 기후 관련 건설사고 안전대책 마련에 활용될 수 있다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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