📝 예상문제 & 모범답안
용어예상파이프서포트 이어쓰기(繼手) 설치기준. (10점)
1. 정의
파이프서포트 1본의 길이가 부족할 때 2본을 겹쳐 연결하는 것으로, 이음부는 하중전달 경로상의 구조적 취약부이므로 별도의 엄격한 기준을 둔다. 이어쓰는 본수가 많을수록 세장비가 커져 좌굴위험이 급격히 증가한다.
2. 설치기준
① 3개 이상 이어서 사용 금지(2본 이내로 제한) ② 이음부는 4개 이상의 볼트 또는 전용철물로 견고히 고정 ③ 이음부 축선이 어긋나지 않도록 편심 없이 결합 ④ 전용 커플러·조인트핀 등 검정품 사용을 원칙으로 한다.
3. 유의사항
타설 전 이음부 볼트 체결상태를 재확인하고, 변형·부식된 서포트는 이어쓰기에 사용하지 않는다. 이음부 위치가 지주 중앙 상부에 몰리면 좌굴이 촉진되므로 층별로 분산 배치한다.
용어예상동바리 수평연결재의 설치기준과 기능. (10점)
1. 정의
동바리(지주)의 좌굴길이를 줄여 좌굴 저항성을 높이고, 수평 변위·전도를 방지하기 위해 지주와 지주 사이를 수평으로 연결하는 부재이다.
2. 종류/설치기준
동바리 높이가 3.5m를 초과하는 경우 2m 이내마다 2개 방향으로 설치하며, 강관 또는 전용 클램프형 연결재를 사용한다. 대각 가새와 병행 설치하면 좌굴 저항성이 한층 높아진다.
3. 유의사항
연결재의 변위를 방지하도록 클램프로 견고히 고정하고, 두 방향 모두 누락 없이 설치했는지 타설 전에 재확인한다. 자재 반입 시 변형·부식 여부를 점검한다.
용어예상시스템동바리의 정의와 파이프서포트 대비 장점. (10점)
1. 정의
수직재·수평재·가새를 공장 규격 제작 부재로 하여 디스크(로제트) 조인트 등으로 결합하는 조립식 동바리로, 재래식 파이프서포트의 좌굴·편심 취약성을 개선한 형식이다.
2. 종류/특징(장점)
① 부재 일체화로 좌굴·편심에 강함 ② 조립 정밀도·하중 분산 우수 ③ 대형 보·고하중 슬래브에 유리 ④ 검사·관리가 용이하며 반복 사용에 따른 품질 균일성이 높다.
3. 유의사항
부재 간 호환성을 확인하고 규격 외 부재 혼용을 금지한다. 파이프서포트 대비 초기 투입비·재고관리 부담이 크므로 공사 규모·기간을 고려해 적용 여부를 판단한다.
용어예상동바리 조립도에 포함되어야 할 사항. (10점)
1. 정의
동바리를 조립하기 전 부재 배치·간격·이음방법 등을 명시하여 작성하는 시공 상세도로, 조립도 없는 임의 시공은 붕괴재해의 대표적 근본원인으로 지적된다.
2. 포함 사항
① 동바리 종류·배치간격 ② 이음 위치·고정방법 ③ 수평연결재 설치 위치·간격 ④ 받침목·깔판 등 기초처리 방법 ⑤ 존치기간 및 해체순서.
3. 유의사항
현장 여건 변경 시 즉시 개정하여 반영하고, 작업 전 작업자에게 내용을 주지시킨다. 조립도는 현장에 비치하여 시공 중 상시 대조·확인이 가능하도록 관리한다.
서술형예상거푸집 동바리의 붕괴재해 원인과 안전대책에 대하여 설명하시오. (25점)
Ⅰ. 개요
동바리는 콘크리트가 소요강도를 얻을 때까지 거푸집과 타설 콘크리트의 자중·타설하중·작업하중을 지지하는 가설구조물로, 타설 시 하중이 짧은 시간에 집중되는 특성상 붕괴재해가 반복 발생하며 다수 사상자로 이어지는 대형재해 유형이다. 따라서 구조·시공·관리 측면의 통합적 안전대책이 요구된다.
Ⅱ. 구조와 하중 전달
동바리는 연직하중(자중+콘크리트 타설하중+작업하중)을 지주 → 받침철물 → 지반으로 전달하며, 수평연결재·가새는 지주의 유효 좌굴길이를 구속하여 좌굴 저항성을 확보하는 역할을 한다.
파이프서포트는 단일 강관으로 세장비가 커 좌굴에 취약한 반면, 시스템동바리는 규격 부재의 일체형 결합으로 하중 분산이 우수해 고하중·고층 슬래브에 권장된다.
Ⅲ. 붕괴재해 원인 (두문자 침·이·좌·편·과)
① 침하: 받침목·깔판 미설치 또는 연약지반에서 부등침하가 발생하면 지주가 기울며 하중전달 경로가 흐트러져 국부좌굴로 이어진다.
② 이음부 불량: 3본 이상 이어쓰거나 볼트를 체결하지 않으면 이음부 강성이 급격히 저하되어 하중 집중부에서 파단이 발생한다.
③ 좌굴: 수평연결재를 누락하면 지주의 유효 좌굴길이가 길어지고 세장비가 커져 좌굴하중이 급감한다.
④ 편심하중: 지주 수직도 불량이나 콘크리트 편측 집중타설 시 지주에 추가 휨모멘트가 작용해 좌굴을 촉진한다.
⑤ 과다 타설속도: 타설속도가 과다하면 콘크리트 측압이 설계값을 초과하여 거푸집·동바리에 순간적으로 큰 하중이 걸린다.
Ⅳ. 안전대책
① (구조) 이음부: 3본 이상 이어쓰기 금지, 이음부는 4개 이상 볼트·전용철물로 견고히 고정한다.
② (구조) 수평연결재: 높이 3.5m 초과 시 2m 이내마다 2방향으로 설치해 좌굴길이를 구속한다.
③ (시공) 침하방지: 받침목·깔판을 설치하고, 연약지반은 다짐·콘크리트 타설로 지지력을 확보한다.
④ (시공) 편심방지: 동바리 수직 설치를 확인하고, 콘크리트는 편심 없이 순차·분산 타설한다.
⑤ (시공) 타설관리: 타설속도·높이 제한을 준수하고, 진동다짐 시 충격하중을 고려한다.
⑥ (관리) 점검·해체: 조립도 작성 후 시공하고 타설 전 재점검하며, 존치기간을 준수해 해체하고 재사용 자재는 변형·부식 여부를 검사한다.
동바리는 세장비 λ = 좌굴길이(Lk)/단면2차반경(r)이 클수록 좌굴에 취약하다(오일러 좌굴하중 Pcr = π²EI/Lk²). 수평연결재·이음부 관리는 결국 Lk를 줄여 좌굴하중을 키우는 것이 핵심이다. 콘크리트 측압 P는 타설속도·온도·슬럼프에 비례하여 커지므로, 타설속도 관리가 곧 동바리 설계하중 관리와 직결된다.
슬래브 타설 중 수평연결재 미설치 + 이음부 볼트 미체결 동바리가 콘크리트 자중을 이기지 못하고 순간 좌굴되어, 상부 거푸집 전체가 연쇄 붕괴되며 다수 사상자가 발생한 사례가 반복된다. 공통 원인은 "조립도 없는 임의 시공 + 타설 전 미점검"이다.
Ⅴ. 맺음말
동바리는 가설재이나 붕괴 시 대형재해로 직결되므로, 시스템동바리 확대 적용과 타설 전 구조검토·점검 체계화가 근본 대책이다. 조립도에 따른 시공과 준공 후 기록관리를 병행하여 유사 재해의 반복을 차단해야 한다.
서술형예상콘크리트 타설 시 동바리에 작용하는 하중의 종류와 안전대책을 설명하시오. (25점)
Ⅰ. 개요
동바리는 타설 완료 후 콘크리트가 자립강도를 얻기까지 모든 하중을 전담 지지하므로, 하중 종류를 정확히 파악한 설계·시공관리가 붕괴재해 예방의 출발점이다.
Ⅱ. 하중 전달의 구조적 배경
동바리는 거푸집을 통해 전달되는 하중을 지주 → 받침철물 → 지반의 경로로 전달하며, 하중 산정이 부정확하면 이후 부재 규격·간격 결정 자체가 무의미해진다.
하중은 시공단계에 따라 변화하는데, 타설 직후에는 콘크리트 측압이 최대가 되고 콘크리트가 경화됨에 따라 하중은 점차 자중 위주로 감소한다.
Ⅲ. 작용하중의 종류
① 연직하중: 거푸집·동바리 자중, 콘크리트 타설 자중, 작업하중(작업원+자재+장비)으로 구성되며 설계 시 일정 여유율을 두어 산정한다.
② 수평하중: 시공오차에 의한 편심, 타설 시 충격·진동 등이 있으며 동바리의 수평변위·전도를 유발할 수 있다.
③ 특수하중(콘크리트 측압): 벽체·기둥부에서 발생하며 타설속도·타설높이·콘크리트 온도·슬럼프에 따라 크게 달라져 과소 산정 시 거푸집 파열의 직접 원인이 된다.
④ 충격하중: 콘크리트 낙하·진동다짐 시 발생하는 순간적 충격으로 정적하중 대비 실제 작용하중을 증가시킨다.
⑤ 풍하중: 고층 노출부 동바리·거푸집 조립체에 작용하며, 대형 벽체 거푸집 등 수압면적이 큰 경우 무시할 수 없는 수평하중이 된다.
Ⅳ. 안전대책
① (구조) 하중산정: 설계하중에 여유율을 두어 동바리 간격·규격을 산정하고, 최대 예상하중 기준으로 구조계산을 수행한다.
② (구조) 수평저항: 수평연결재·가새를 설치해 수평하중에 대한 저항성을 확보한다.
③ (시공) 수직도관리: 편심 발생을 방지하기 위해 동바리 수직도를 관리하고 시공오차를 최소화한다.
④ (시공) 타설계획: 타설 순서·속도 계획을 수립해 편심·과속을 방지하고, 진동다짐 시 충격하중을 고려해 속도를 조절한다.
⑤ (관리) 존치·해체: 콘크리트 압축강도를 확인한 후 존치기간을 준수하여 해체한다.
⑥ (관리) 사전점검: 타설 전 동바리 조립상태를 점검하고, 이상 발견 시 타설을 중지한다.
동바리 설계하중 = 고정하중(자중) + 활하중(타설·작업하중) + 충격하중이며, 활하중은 최소기준 이상을 확보하도록 구조검토서에 반영한다. 콘크리트 측압은 타설속도·온도·슬럼프·다짐방법에 따라 결정되므로 표준시방서의 측압 산정 원칙을 따라야 한다.
타설속도를 무리하게 높여 콘크리트 측압이 설계값을 크게 초과한 상태로 벽체를 타설하다 거푸집이 벌어지며 콘크리트가 유출된 사고가 있었다. 하중 산정 시 측압을 간과하고 자중만 고려한 설계가 근본 원인으로 지적된다.
Ⅴ. 맺음말
동바리는 임시 구조물이지만 실질적으로 구조계산이 필요한 부재이므로, 설계도서에 따른 하중별 구조검토와 시공단계별 관리가 붕괴재해 예방의 기본이다.