고강도 강재를 이용한 시스템동바리의 현장 적용성 평가 :Field Application Evaluation of System Support using High Strength Steel

김곤묵

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자료유형: 학위논문

저자정보: 김곤묵 (청주대학교, 청주대학교 대학원)

지도교수: 김호수

발행연도: 2020

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이 논문의 연구 히스토리 (2)

2020

고강도 강재를 이용한 시스템동바리의 현장 적용성 평가

김곤묵 건축공 2020.01 학위논문

2019

고강도 경량 시스템동바리의 현장적용을 위한 구조성능평가

김곤묵 , 김호수 대한건축학회연합논문집 2019.01 학술저널

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최근 건설공사의 대형화, 복잡화 및 초고층화로 건설공법과 건설환경이 급속도로 발전하면서 가설공사도 시스템화 및 기계화되어가는 추세이다. 그러나, 가설공사와 관련된 재해는 지속적으로 증가하고 있다. 특히 층고가 높고 동바리 2단 이상 이음 시공시 붕괴사고가 빈번히 발생함에 따라 정부에서는 일정 높이 이상 동바리 시공 시에는 파이프서포트 대신 시스템동바리 시공을 권장하게 되었다.
시스템동바리는 협소한 장소에서 개개의 부재를 반복하여 조립하는 시공과정을 거치게 됨으로써 근로자에게 근골격계 질환이라는 질병발생의 원인으로 작용하게 되었다. 특히 가설업계 및 건설사에서는 비계공 및 형틀공 근로자 작업시 각 부재조립 및 공구를 사용하여 반복하는 작업이 많아져 직업성 요통 등의 근골격계 질환과 같은 직업병이 증가함에 따라 경량 소재를 이용하여 제품을 개선하고자 하는 연구들이 진행되고 있다.
그러나, 기존의 연구에서는 비계 및 거푸집에 대한 경량화에 국한되어 있으며 거푸집을 지지하는 시스템동바리에 대한 경량화 연구는 전무한 실정이다.
본 연구에서는 현재 사용 중에 있는 시스템동바리의 문제점을 해결하기 위한 대책으로 고강도 강재 시스템동바리 적용을 위해 단위부재별 단면설계, 설계에 의한 단위부재 제작 및 성능시험 실시, 구조해석을 통한 안전성 평가, 시공성 평가 및 경제성 평가를 실시하였다.
이러한 연구를 통해 현재 사용 중인 시스템동바리와 고강도 강재를 이용한 시스템동바리를 비교, 평가하였으며, 그에 따른 문제점 및 개선방안을 제시하였다.
현행 시스템동바리와 고강도 강재 시스템동바리를 평가지표에 의해 비교평가 한 결과,) 고강도 강재로 인한 항복강도의 증가로 단면성능이 향상되어 물량절감 및 성능이 향상되었다. 또한, 고강도 강재로 인한 단면이 감소됨에 따라 고강도 강재 시스템동바리 단위부재별 중량이 현행 시스템동바리보다 10% 이상 경량화되었다.
단위부재별 성능시험결과 비교평가에서도 고강도 강재 시스템동바리 단위부재별 성능이 현행 시스템동바리 단위부재별 성능과 동등 이상의 성능을 확보한 것으로 평가되었다.
시스템동바리 구조해석결과 비교평가에서는 고강도 강재 시스템동바리에 발생한 수평 변위결과가 현행 시스템동바리에 발생한 수평 변위결과보다 크게 발생한 것으로 평가되어 고강도 강재 시스템동바리에 대한 수평변위 제어에 대한 개선방안이 필요한 것으로 판단되었다. 고강도 강재 시스템동바리가 경량화되면서 현행 시스템동바리에 비해 시공성 및 경제성 측면에서 우수한 결과를 얻었다.
본 연구에서는, 고강도 강재 시스템동바리의 현장 적용성 평가를 수행하였고, 그 결과를 통해 고강도 강재 시스템동바리의 현장 적용을 위한 개선 방안을 제시하였다.
이를 통해 향후 고강도 강재 시스템동바리의 현장 적용이 활성화될 수 있을 것으로 기대된다. 이와 더불어 고강도 강재를 이용한 경량화된 제품의 용접성능 향상을 위한 최적설계 및 검사방법에 대한 연구 및 접합부 거동에 대한 연구가 필요하며 현행 제품과의 호환성 및 보관방법에 대한 연구가 필요한 것으로 판단된다.

Since the collapse accident has frequently occurred frequently during the construction when the floor height is getting higher and the connection has made more than two stories, the government recommends the installation of the system support instead of the pipe support in the case of the construction of the height over a certain height. The system support has been repeatedly assembled in a narrow place, so that it is possible to work as a cause of the disease called musculoskeletal disease.
Particularly, in temporary equipment lender and construction companies, it is necessary to repetitively work with assembling and tooling of each member when working on workers. Therefore, as the number of occupational diseases such as musculoskeletal diseases increases, the related research is underway. However, in the existing research, the research has been limited to the lighter weight of the scaffold and the formwork, and there is no research on the weight saving of the system supporting the form.
In this study, as a countermeasure to solve the problems of the system supports currently in use, the cross-sectional design of each unit for the application of high strength steel system supports, unit member fabrication and performance test by design, safety evaluation through structural analysis, and construction evaluation And economic evaluation were conducted.
Through these studies, we not only compared and evaluated the system supports currently in use and system supports using high strength steel but also presented the problems and improvement methods.
As a result of comparing and evaluating the current system support and high strength steel system support according to the evaluation index, the section strength was improved due to the increase in yield strength due to the high strength steel, and the quantity reduction and performance were improved as well.
In addition, as the cross section due to the high strength steel is reduced, the weight of the high strength steel system support unit member weight is more than 10% lighter than that of the current system support.
In the comparative evaluation of the performance test results of the unit members, the performance of the high strength steel system support unit member was evaluated to be equivalent to that of the current system support unit member.
In the comparative evaluation of the structural analysis results of the system support, the horizontal displacement result of the high strength steel system support was larger than the current horizontal displacement result of the system support, which means it needs improvement.
As the high strength steel system support is getting lighter, the construction and economical results are superior to the current system support.
In this study, the field applicability evaluation of high strength steel system support was carried out, and through the results, the improvement plan for the field application of high strength steel system support was proposed.
It is expected that the field application of high strength steel system support will be activated in the future.
Moreover, it is necessary to study the optimal design and inspection method for improving the welding performance of light weight products using high strength steel, and the joint behavior, and to study the compatibility and storage method with the current products.

#고강도 강재 #시스템동바리 #경량화 #구조성능 평가 #현장 적용성 평가

1. 서론 1
1.1 연구배경 및 목적 1
1.2 연구범위 및 내용 4
2. 시스템동바리 일반사항 7
2.1 가설기자재와 가설구조물 7
2.2 시스템동바리 일반사항 8
2.3 시스템동바리 성능시험 일반사항 18
2.4 시스템동바리 설계 일반사항 27
2.5 시스템동바리 시공 일반사항 34
2.6 고강도 강재의 특징 40
2.7 근골격계질환 44
3. 고강도 강재 시스템동바리의 단위부재별 성능평가 47
3.1 현장 적용성 평가지표 설정 47
3.2 고강도 강재 시스템동바리 단위부재 단면설계 48
3.3 시스템동바리 단위부재 중량 평가 67
3.4 성능시험을 통한 단위부재별 구조성능 평가 69
4. 고강도 강재 시스템동바리의 구조성능 평가 109
4.1 구조해석 개요 109
4.2 구조해석 방법과 해석모델 109
4.3 설계하중 110
4.4 설계조건별 구조해석 113
4.5 구조성능 평가 124
5. 고강도 강재 시스템동바리의 시공성 평가 125
5.1 시공성 평가 개요 125
5.2 시공성 평가 방법 125
5.3 시공성 평가 모델 127
5.4 시공성 평가 127
6. 고강도 강재 시스템동바리의 경제성 평가 131
6.1 경제성 평가 개요 131
6.2 경제성 평가 항목별 비용 산출 131
6.3 경제성 평가 결과 137
7. 결론 139
참고문헌 143
ABSTRACT 145

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