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RC건축물 해체공사의 안전성 평가기법 및 탑재장비 등급 제안
Technique to Evaluate Safety and Loaded Heavy Equipment Grade in RC Building during Demolition Work 원문보기

LHI journal of land, housing, and urban affairs, v.2 no.2, 2011년, pp.195 - 204  

박성식 (한국토지주택공사 토지주택연구원) ,  이범식 (한국토지주택공사 토지주택연구원) ,  김효진 (한국토지주택공사 토지주택연구원) ,  손창학 (한국토지주택공사 인천지역본부)

초록
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철근콘크리트 건축물에 중장비를 탑재하여 해체작업을 시행할 때, 중장비와 철거잔재의 중량은 건축물을 설계할 당시에 고려하지 못한 하중으로 작용한다. 그러나 우리나라 해체 현장에서는 건축물의 안전성에 대한 구조전문가의 검토 없이, 현장 관리자나 작업자의 경험에 의하여 중장비 탑재와 해체작업이 이루어지고 있어 작업 중에 건축물이 붕괴하거나 중장비가 추락하는 사례도 발생하고 있다. 따라서 해체공사 시행 과정에서 해체 대상 건축물의 구조안전성을 평가할 수 있는 평가기법과 구조부재가 부담할 수 있는 적정 장비중량에 대한 기준 마련이 시급한 실정이다. 이 논문에서는 기계해체 현장에 대한 방문조사와 작업근로자에 대한 설문조사를 통해 해체 대상 건축물의 안전성 평가에 필요한 철거잔재 하중, 하중계수, 강도감소계수, 작업하중 등을 제안하였다. 해체 현황을 고려한 구조물의 해석과 부재(슬래브, 보)의 적절한 안전성 평가방법을 제시하였으며, RC 슬래브와 RC 보의 제원에 따라 양중 가능한 중장비의 중량을 제시하였다. 이 연구에서 제안한 해체구조물의 안전성 평가기법과 중장비 탑재 등급은 해체대상 구조부재의 성능을 합리적으로 평가하고, 적정한 장비운영을 통한 해체작업의 효율성과 안전성을 향상하는 데 유용하게 활용될 수 있을 것으로 사료된다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

During mechanical demolition of RC structures, weights of dismantling equipment and demolition waste of building are applied to unexpected load which did not be considered during the design of structural member. Nevertheless, the loading of dismantling equipment and dismantling process are mainly de...

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

  • 슬래브의 항복선 이론은 재료의 비탄성 거동을 고려하고 파괴 직전의 구조물 상태를 직접 고려하는 해석방법으로 충분히 검증된 이론이다. 따라서 이 논문에서는 항복선 이론을 이용하여 슬래브의 안전성을 평가하였다.
  • 이 논문은 철근콘크리트 건축물의 상부에 중장비를 탑재하여 수행하는 해체공사에서 구조물의 안전성을 평가할 수 있는 기법을 제안하고 슬래브와 보에 적재 가능한 해체중장비의 적정 중량등급을 제안하는 것을 목적으로 수행되었다. 연구목적을 달성하기 위하여 실제 해체 현장에 대한 방문조사와 현장 실무자를 대상으로 설문조사를 수행하였다.
  • 해석 결과, Type 1이 가장 불리한 것으로 나타나 이 논문에서는 Type 1의 중장비 하중이 작용할 때의 해석결과를 중심으로 기술하였다. 슬래브 해석에 사용한 하중은 표 5와 같고, 하중조합은 아래의 ①에서 ③과 같다.

가설 설정

  • 기계해체 현장의 작업안전성 확보와 해체 중장비의 효율적 운용 등을 감안하여 보에 양중 가능한 중장비의 중량을 비선형해석을 수행하여 산정하였다. 보를 비선형해석할 때는 잭 서포트와 철거잔재를 고려하고 철근의 항복을 보의 항복으로 가정하였다.
  • 해체 중장비의 무한궤도는 폭 2m, 길이 3m 이상이고 전체 길이는 7m 이상이므로 2대의 중장비가 근접하여 작업할 수 없다. 이러한 점을 감안하여 1개 보에는 1대의 중장비만 탑재되는 것으로 가정하였다.
  • 슬래브의 안전성을 평가할 때 대상 구조물에 하중으로 작용하는 해체 중장비와 철거잔재의 무게를 반영하였다. 철거 잔재의 무게는 현장조사와 설문조사 결과를 반영하여(2.2절 참조) 0.6 tf/m2의 잔재하중이 슬래브에 등분포로 작용하는 것으로 가정하였다. 해체장비의 중량이 무한궤도를 통하여 등 분포하중으로 작용하는 것으로 판단하고 작용 부위에 따라 정모멘트와 부모멘트가 가장 큰 슬래브 중앙부위와 벽체와 슬래브 접합부 등을 대상으로 Type 1~ 3의 장비하중이 작용하는 것으로 가정하였다 (그림 4).
  • 6 tf/m2의 잔재하중이 슬래브에 등분포로 작용하는 것으로 가정하였다. 해체장비의 중량이 무한궤도를 통하여 등 분포하중으로 작용하는 것으로 판단하고 작용 부위에 따라 정모멘트와 부모멘트가 가장 큰 슬래브 중앙부위와 벽체와 슬래브 접합부 등을 대상으로 Type 1~ 3의 장비하중이 작용하는 것으로 가정하였다 (그림 4).
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
구조물 해체방식은 어떻게 구분할 수 있는가? 국내 • 외 해체기술 적용 현황을 고려할 때 구조물 해체방식은 크게 기계해체와 발파해체로 구분할 수 있다. 근래 들어 대규모 고층구조물의 해체공사가 증가함에 따라 발파해체의 적용사례도 점증하고 있으나 아직 우리나라에서는 굴삭기에 브레이커나 압쇄기를 장착한 장비(이하 ‘중장비’라고 함)로 대상물을 파쇄하는 기계해체공사가 대부분을 차지한다.
높이 7층 이상의 건물의 해체공사를 지상에서 하기 어려운 이유는 무엇인가? 일반적으로 단독주택을 포함한 6층 이하 공동주택의 해체 공사에서는 중장비가 지상에서 대상물을 직접 파쇄하지만, 높이가 7층 이상이 되면 굴삭기의 작업 반경에 한계가 있어 지상에서 작업은 불가하다. 이 경우 해체공사는 중장비를 대상물의 최상층에 인양, 탑재한 후 아래 방향으로 한 층씩 파쇄하여 내려가는 방식으로 수행한다.
건축물 구조설계에 적용하는 하중계수와 강도감소계수의 사용 목적은 무엇인가? 건축물 구조설계에 적용하는 하중계수와 강도감소계수는 시공 과정뿐만 아니라 건축물을 장기간에 걸쳐 사용할 때 그 구조적 안전성을 위협하는 예측하기 어려운 외력에 대응하기 위한 안전계수이다.
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참고문헌 (20)

  1. 대한주택공사(2000), 해체공사의 설계 및 견적기준 정립 연구. 

  2. 대한주택공사(2002), 프리패브철근 활용기술 연구(II). 

  3. 건설교통부 . 한국건설교통기술평가원(2005), 도심지 건축물 해체기술 연구기획 보고서, 대한주택공사 . 

  4. 김창학 . 김효진 . 강인석(2010), "지속가능한 발전을 위한 해체산업분석 및 제안", 한국건설관리학회 논문집, 11(3): 64-71. 

  5. 장경수(1998), "재하시험 자료분석에 의한 도로교 충격계수에 관한 연구". 

  6. 건설교통부(2000), 건축물 하중기준 및 해설, 대한건축학회 

  7. 정일영(2001), 철근콘크리트설계, 엔지니어즈. 

  8. 건설교통부(2003), 콘크리트 구조설계기준, 한국콘크리트학회 

  9. 이진호(2003), 기본소성구조해석론, 탐구문화사. 

  10. GT-STRUDL V27 매뉴얼, 2004. 

  11. Johansen, K. W. (1972), Yield-line Formulae for Slabs, Cement and Concrete Association. 

  12. Balan, T. A. Filippon, F. C. and Popov, E. P. (1998), "Hysteretic Model of Ordinary and High-Strength Reinforcing Steel", ASCE Journal, 3. 

  13. MacGregor, J. G. (1988), Reinforced Concrete - Mechanics and Design, Prentice Hall. 

  14. Nawy, E. G. (2000), Reinforced Concrete - A Fundamental Approach, Prentice Hall. 

  15. Park, R. and Gamble, W. L. (2000), Reinforced Concrete Slabs, John Wiley & Sons. 

  16. IDARC Version 3.0 (1992), A Program for the Inelastic Damage Analysis of Reinforced Concrete Structures, Technical Report NCEER-92-0022, State University of New York at Buffalo. 

  17. Kasai, Y. (1988), "Demolition Methods and Practice", Proceedings of the Second International RILEM Symposium in Japan, Chapman & Hall. 

  18. 櫻井莊一 . 毛見虎雄 . 平賀友晃(1986), 鐵筋コンクリ?ト造の實用的解?工法, 理工圖書. 

  19. 建築物の解?除去技術に關する調査硏究委員會(1988), 建築物の解?除去技術に關する調査硏究, 硏究報告書. 

  20. 進?愼(1998), "解?工事の積算", 月刊 建築と積算. 

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