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문제 정의
- 본 연구에서는 바닥충격음 법제화에 따른 바닥슬래브 증가에 대한 공사비 산정 평가를 하였고, 다음과 같은 결론으로 요약될 수 있었다.
- 현재 이슈화가 되고 있는 바닥충격음 법제화로 인해 바닥슬래브 두께의 증가가 불가피하게 된 시점에서 현재 주택사업의 타당성조사 및 분석에 필요한 기초데이터 제공을 목적으로 바닥슬래브 증가가 될 경우 평당 공사비의 산정을 공사 구조 물량을 중심으로 검토한 것이다. 추후 이러한 데이터를 통하여 최적의 바닥차음성능을 갖는 공법 및 재료개발, 시공개선 등에 대한 연구도 함께 병행되어야 할 것으로 생각되며, 저소음형 바닥구조체 개발에 있어서의 경제성 평가에도 도움이 될 수 있는 데이터로 활용될 수 있을 것으로 판단된다.
제안 방법
- ① 슬래브 : 철근콘크리트 슬래브로 벽체를 지지점으로 하는 일방향 및 이방향 슬래브로 MIDAS-SDS를 사용하여 3차원 평판해석을 통하여 정밀해석을 수행하였다.
- ② 벽체 : 슬래브 해석 결과로부터 각 벽체에 작용하는 수직 하중을 산정하고, 수평하중은 풍하중에 의한 동적 해석을 MIDAS-GEN을 이용하여 수행하였다. 지진 하중은 정적해석에 의한 지진하중과 비교하여 보정하였으며, 벽체 설계는 MIDAS-GEN에 내장된 프로그램에 의해 설계 하였다.
- ③ 기초 : 상부 구조해석(MIDAS-GEN) 결과로부터 전체 하중(수직 및 수평)에 대하여 검토하고 각 벽체별로 작용하는 하중에 대하여 모두 안전하도록 설계하였다.
- 「공동주택 바닥충격 음차단구조인정 및 관리 기 준」(2004.3.30 건설교통부 고시 제2004-71 호)를 통하여 경량충격음 차단 성능의 최소기준인 58dB를 만족하는 표준바닥구조 5종을 고시하였다. 여기서 발표된 표준바닥구조는 슬래브 두께를 180mm를 기본으로 하였으며, 향후 2005년 7월 이후에는 중량충격음에 대한 기준도 만족시키기 위해서 최소 바닥 슬래브 두께는 210mm 이상이 될 것으로 예상된다.
- 객관적인 데이터 확보가 가능하도록 실제 시공 중에 있는 아파트를 대상모델로 선정하였고, 기본적으로 구조설계시 부재 내력 증가는 철근량으로 조정하여 조정범위를 넘어서는 경우에 대해서만 벽체 크기를 증가시키는 것으로 하였다.
- 공동주택의 간벽을 콘크리트 벽체로 계획하고 공간을 효율적으로 이용할 수 있도록 하였다. 슬래브는 벽체를 지지점으로 하는 일방향 및 이방향 슬래브로 계획하였고 콘크리트 벽체는 철근콘크리트 벽식구조로 수직하중 및 풍하중, 지진 하중에 저항할 수 있도록 설계하였다.
- 또한 본 연구에서는 현재 슬래브 두께 150mm로 시공되고 있는 아파트 신축공사를 기본모델로 하여 32평형, 4세대/1층, 20층 1동에 대해서 180mm, 210mm 바닥슬래브 증가에 따른 공사비 산정과 층별(32평형 20, 25층), 평형별(46평형, 55평형)에서의 슬래브 두께증가에 따른 공사비 산정을 하였다.
- 본 연구에서는 공동주택의 바닥슬래브 두께가 150mm(기존 슬래브 두께)에서 180mm, 210mm로 증가하였을 경우 구조해석을 통한 안정성 검토와 더불어 슬래브 두께별 구조계산을 수행하고, 공사물량 증가 및 공사비 산정을 비교.분석하였다.
- 본 연구에서는 공사비 증가가 발생하는 원인으로 바닥 충격음의 법제화로 인한 슬래브두께의 증가이기 때문에 주요 변수로서 구조적 요인인 슬래브형식, 하중방식, 벽체구성, 구조 형식 등에 따른 공사비를 산정하였고, 공사관리적요인은 배제하였다.1)
- 본 연구에서는 바닥충격음 법제화로 인한 공동주택의 바닥 슬래브 두께 증가에 따른 공사비 산정에 있어 고려한 사항은 자중 증가에 의한 구조적 안정성 검토 및 구조설계, 구조설계에 따른 공사물량 산정, 표준품셈을 이용한 공사비 산정 등이며, 자세한 내용은 아래와 같다.
- 슬래브 두께 150mm로 시공되고 있는 공동주택을 기본 모델로 하여 동일한 평형 20층을 기준으로 180mm, 210mm로 바닥슬래브가 증가하였을 경우와 25층으로 층수변화에 따른 공사비 산정을 비교, 분석하였다. 이는 증가되는 구조 물량을 산출(철근물량, 콘크리트 증가량 산정, 기초파일 산정)하여 산출된 물량에 해당 일위대가를 대입하여 총 공사비를 산정하였다.
- 슬래브 두께별 콘크리트, 철근 소요량에 대해서 「골조물량산출 RC2004(고려전산(주))」프로그램을 이용하여 물량산출을 하였고, 기초파일 소요개수는 기준모델(150mm 슬래브) 계산시 산정한 것을 기본으로 하여 자중증가에 따른 추가 파일 개수를 산정하였다. 공사비 산정은 연구진행 시점 기준의 "물가자료 2004년 10월-인천지역" 을 기준으로 하였으며, 공사비 산정 하였다.
- 이용할 수 있도록 하였다. 슬래브는 벽체를 지지점으로 하는 일방향 및 이방향 슬래브로 계획하였고 콘크리트 벽체는 철근콘크리트 벽식구조로 수직하중 및 풍하중, 지진 하중에 저항할 수 있도록 설계하였다.
- 이는 증가되는 구조 물량을 산출(철근물량, 콘크리트 증가량 산정, 기초파일 산정)하여 산출된 물량에 해당 일위대가를 대입하여 총 공사비를 산정하였다. 일위대가는 표준품셈과 실제공사에 적용된 결과를 적용하였으며, 자재단가, 노임단가, 장비단가 등을 단위 면적으로 환산하여 적용하였다. 본 연구에 적용된 표준품셈은 "물가자료 2004년 10월” 을 기 준(인천지역 )으로 사용하였으며 , 현장에서 실제로 사용된 실적공사 데이터를 활용하였다.
- 지진 하중은 정적해석에 의한 지진하중과 비교하여 보정하였으며, 벽체 설계는 MIDAS-GEN에 내장된 프로그램에 의해 설계 하였다.
대상 데이터
- 일위대가는 표준품셈과 실제공사에 적용된 결과를 적용하였으며, 자재단가, 노임단가, 장비단가 등을 단위 면적으로 환산하여 적용하였다. 본 연구에 적용된 표준품셈은 "물가자료 2004년 10월” 을 기 준(인천지역 )으로 사용하였으며 , 현장에서 실제로 사용된 실적공사 데이터를 활용하였다.
- 적용된 현장은 인천의 아파트 신축공사 현장으로 바닥슬래브 150mm, 4세대/1층, 판상형 아파트 한동을 모델로 하여 슬래브 두께 증가와 평형별, 층별 변화에 따라 건물의 자중증가와 그에 따른 구조계산을 각각 수행하였다. 본 연구에서 수행된 구조계산 및 물량산출 Case는 표 1과 같다.
이론/모형
- ② 3차원 골조해석용 프로그램인 MIDAS-GEN을 골조 해석에 주로 사용하며, 평판해석시에는 평판해석 전용 프로그램 인 MIDAS-SDS를 사용한다.
- 기초구조형식은 당 지역의 상부지지 지반이 매립 토층으로 구성된 연약지반이므로 바닥의 침하가 예상되어 사용상의 지장을 초래할 수도 있으며, 상부구조물의 하중에 비하여 지반의 지지력이 상당히 작기 때문에 기초바닥 형식은 지하수위, 구조체 바닥방수 및 시공성 등을 고려하여 Mat Pile 기초로 선정하여 상부하중을 지반에 전달하도록 하였다.
성능/효과
- 1) 32평 20층에서는 슬래브 150mm에서 180mm으로 증가하였을 경우 공사비 증가율은 5.1%로 나타났으며, 슬래브 210mm 증가시 10.0%의 공사비 증가율을 나타냈다. 또한 슬래브 두께가 180mm에서 210mm로 증가하였을 경우 공가비의 증가는 4.
- 2) 32평형 25층에서는 슬래브 증가(150mmil80mm, 180mme 210mm, 150mmT210mm) 에 따라 평당 공사비 증가율은 3.4, 5.9, 9.4%로 나타났으며, 20층 및 25층간의 층수 변화에 따른 공사비 증가 비교는 슬래브 증가(150mm-> 180mm, 180mm—>210mm, 150mm-»210mm)에 따라 二L 편차가 1.7, 1.2, 0.6의 차이로 보여 공사비 증가율에 큰 영향이 없는 것으로 나타났다.
- 3) 46평형에서 슬래브가 180mm, 180mm—210mm, 150mm-i210mm으로 증가하였을 경우 공사비 증가율은 5.7, 4.3, 10.2%로 나타났으며, 55평에서의 경우 슬래브가 150mm—»180mm, 180mm-^210mm, 150mmT210mm으로 증가하였을 경우 공사비 증가율은 2.4, 6.3, 8.9%로 나타났다.
- 32 평 20층에서 슬래브 150mm를 기준으로 180mm로 증가시 공사비 증가율은 5.1 %로 나타났으며, 슬래브 두께 210mm로 증가하였을 경우 10.0% 공사비 증가율을 나타내었다. 또한 슬래브 두께 180mm를 기준으로 210mm로 증가되었을 경우, 공사비의 증가율은 4.
- 32평형, 46평형 55평형에 대한 평형변화에 따른 공사비 증가율은 슬래브 두께 증가가 150mm에서 180mm로 증가시 공사비 증가율은 2.4~5.7%, 180mm 에서 210mm 로 증가시 4.3~6.3%, 150mm에서 210mm로 증가시 8.9T0.2%를 나타내고 있었다. 슬래브 두께가 150mnL>180mm로 증가하였을 경우 32, 46평형은 5% , 10%내외의 공사비 증가를 나타냈으나, 55 평형은 2.
- 4) 각 평형별(32, 46, 55평형) 공사비 증가 비교는 슬래브 두께가 150mm-180mm로 증가하였을 경우에 대해서는 32, 46 평형(5% , 10%내외)과 55평형(2.4%)의 공사비 증가율에서 차이를 보이고 있었다. 이는 55평형은 33평 및 46평형 비해 상대적으로 장스팬으로 구성되어 있어 슬래브 배근 및 벽체 등에서의 구조물량 증가가 더 적게 나타났기 때문으로 판단된다.
- 2%의 증가율을 나타냈다. 또한 기초말뚝의 경우 슬래브 두께증가(150—180, 180—210, 150—210)에 따라 4.4, 7.3, 12.0%(말뚝 8개, 14개, 22개 증가)의 증가율을 나타냈다.
- 은 46, 55평형 20층에서의 총물량 산출에 대한 공사비 산정으로서 각 슬래브에서의 공사비 증가율을 나타내었다. 우선 46평에서 슬래브 150mm를 기준으로 180mm로 증가시 공사비 증가율은 5.7%로 나타났으며, 슬래브 두께 210mm 로 증가하였을 경우 10.2% 공사비 증가율을 나타내었다. 또한 슬래브 두께 180mm를 기준으로 210mm로 증가되었을 경우, 공사비의 증가율은 4.
- 산출한 결과이다. 우선 46평형에서의 콘크리트 물량의 증가율은 슬래브 두께 증가(150—180, 180-^210, 150—210) 에따라 7.3, 6.8, 14.7%의 증가율을 나타났고, 철근 물량의 증가율은 슬래브 두께 증가(150—180, 180—210, 150—210)에 따라 5.0, 2.5, 7.2%의 증가율을 나타냈다. 또한 기초말뚝의 경우 슬래브 두께증가(150—180, 180—210, 150—210)에 따라 4.
- 우선, 32평 20층, 25층의 층수변화에 따른 공사비 증가율은 슬래브 두께 증가가 150mm에서 180mm로 증가시 3.4~5.1%의 증가율을 나타냈으며, 180mm에서 210mm로 증가시 4.7~5.9% 증가 되었으며, 150mm에서 210mm로 증가하였을 경우 공사비 증가율은 9.4~10.0%의 나타나고 있었다. 또한 그 편차는 1.
- 산출한 결과이다. 콘크리트 물량의 증가율은 슬래브 두께 증가(150—180, 180^210, 150—210)에 따라 6.3, 6.2, 12.9%의 증가율을 나타났고, 철근 물량의 증가율은 슬래브 두께 증가(150-180, 180-210, 150—210)에 따라 0.6, 5.8, 6.4%의 증가율을 나타냈다. 또한 기초말뚝의 경우 슬래브 두께증가 (150-180, 180^210, 150-210) 에 따라 4.
- 결과이다. 콘크리트 물량의 증가율은 슬래브 두께 증가(150—180, 180—210, 150^210)에 따라 9.7 %, 5.9 %, 16.1 %의 증가율을 나타났고, 철근 물량의 증가율은 슬래브 두께 증가(150^180, 180^210, 150—210)에 따라 1.7%, 4.5%, 6.0% 의 증가율을 나타냈다. 또한 기초말뚝의 경우 슬래브 두께 증가(150—180, 180—210, 150—210)에 따라 2.
후속연구
- 중심으로 검토한 것이다. 추후 이러한 데이터를 통하여 최적의 바닥차음성능을 갖는 공법 및 재료개발, 시공개선 등에 대한 연구도 함께 병행되어야 할 것으로 생각되며, 저소음형 바닥구조체 개발에 있어서의 경제성 평가에도 도움이 될 수 있는 데이터로 활용될 수 있을 것으로 판단된다.
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