KR20190038985A

KR20190038985A - 최소 출역인원 투입을 위한 건축구조물 공사 공구분할 및 공사 순서 방법

Info

Publication number: KR20190038985A
Application number: KR1020180041995A
Authority: KR
Inventors: 한봉길
Original assignee: 한봉길
Priority date: 2017-10-02
Filing date: 2018-04-11
Publication date: 2019-04-10

Abstract

본 발명은 건축구조물 공사 중 최소의 작업인원으로 동일한 작업을 매일 할 수 있도록 1개 이상 건축구조물의 기준층을 2개 이상으로 분할하여 콘크리트를 타설하는 것과 2개 이상 건축구조물 간의 작업일정을 시간차에 따른 공종별 작업자수를 분석하여 최소 작업인원을 투입하여 공사기간을 단축할 수 있도록 하는 것이다.

Description

최소 출역인원 투입을 위한 건축구조물 공사 공구분할 및 공사 순서 방법{Method of structural work zoning and construction sequence for minimizing of daily labour attendance}

본 발명은 건축구조물 공사에 있어서 형틀, 철근, 전기, 설비 작업자들이 최소한으로 출역할 수 있게 함과 동시에 공사기간을 단축할 수 있도록 하는 방법에 관한 것으로, 1개 이상 건축구조물의 기준층을 2개 이상으로 분할하여 콘크리트를 타설하는 것과 2개동을 짝(하나의 공정관리 구역)으로 설정하여 각 동의 기준층을 2개 이상으로 분할하는 방법과 각 건물들 간의 공사일정 차이를 조합한 후 작업자 인원수를 산출하고 최소 작업인원이 투입되는 최적의 평면 분할과 공사일정을 포함하는 공사방법을 제공한다.

본인은 과거 철골철근 콘크리트 구조 및 철근콘크리트 구조를 갖는 건축구조물의 공사방법에 대한 특허를 획득한 바 있으며, 기 획득한 특허 내용 중의 하나인 평면분할의 개념에 공정관리 기법을 추가하여 좀 더 상세히 안출하고자 아래와 같이 정리하였다.

통상 건축 구조물로는 오피스 빌딩, 공동주택, 오피스텔, 호텔, 지식산업센터 등의 건축물이 있으며 공사의 진행은 대개 터파기 공사, 지하골조 공사, 지상골조공사, 외장커튼월 공사, 마감공사 등의 순으로 진행된다.

이 중 지상 골조공사에서 대부분의 층은 평면과 층고가 동일하여 이를 시공하는 작업자들도 비슷한 규모로 공사현장에 출역한다. 골조공사는 건물의 뼈대를 구성하는 주요한 구조체로서 공사기간이 길고 작업자의 수도 많이 투입되고 공사기간의 상당부분을 차지하는 주요한 공종이다.

골조공사는 일반적으로 철근 공사, 거푸집공사, 전기/설비 슬리브 매입 및 배관공사, 콘크리트 타설 등의 순으로 진행되며, 이러한 공종을 시공하는 작업자들을 철근공, 형틀공 전기공, 설비공, 콘크리트공이라고 부른다.

통상 아파트의 경우 6일 또는 8일에 1개 층을 시공하는 경우, 벽 철근배근, 벽 거푸집 설치, 슬래브 동바리 설치, 슬래브 거푸집 설치, 슬래브 철근 배근, 전기/설비 배관, 콘크리트 타설 순으로 진행된다.

이에 따라 일자별로 형틀공이나 철근공, 콘크리트공은 작업량이 많은 날에는 대규모로 출역하고 작업량이 적거나 없는 날에는 출역 인원이 적거나 출근하지 않게 된다.

따라서 상기와 같은 사유로 대부분의 건설현장에서는 일별 작업자 수가 동일하지 않고 변동이 많은 까닭에, 골조공사 업체는 최대 인원을 계속 유지해야 하고(인력 대기 시간의 발생) 이로 인한 인력 손실을 만회하기 위해 공사 계약 시 높은 가격을 제시할 수밖에 없으며 이는 수주 경쟁력 저하로 이어진다.

반면 일자별 최대 출역인원과 최소 출역인원의 차이를 최소화하게 되면, 거의 동일한 인원이 매일 같은 작업을 하게 되므로 총 투입인원수가 적어지게 되고(인력 대기 시간의 최소화) 이에 따라 인력손실이 낮아지고 수주 경쟁력이 높아진다. 또한 매일 동일하게 작업을 반복함에 따라 학습효과와 습숙효과가 발생하여 생산성이 높아지고 시간이 갈수록 출역인원이 감소하게 되며 공사기간도 단축된다.

예를 들어 49층 아파트 6개동(101동 ~ 106동)을 시공하는 골조공사에서 A골조회사가 작성한 공사방법에 따르면 101동 형틀공이 어제는 50명이 필요했고 오늘은 30명이 필요하면 남는 20명을 다른 현장으로 보내거나 102동에 가서 작업을 해야 한다.

그러나 이와 같이 이동하여 작업을 하는 경우에도 20명이 전부가 고용되지 않거나 부족한 경우, 추가로 고용하여야 하므로 인력 관리에 문제가 발생한다.

반면 B 골조회사가 작성한 공사방법에 따르면, 매일 40명의 형틀 작업자가 103동과 104동 2개동을 왔다 갔다 하면서 작업할 수 있다면, A 골조회사에 비해 10명의 작업자를 적게 고용하고도 동일한 공사를 순탄하게 수행할 수 있다.

이는 자동차가 장거리를 시속 80km 정속으로 달리는 경우와 시속 60km~100km 사이를 왔다 갔다 하면서 주행하는 경우의 시간과 노력, 비용에 관한 비유와 유사하다고 할 수 있다.

건축구조물 공사는 공장생산품과 달리 건립 위치 및 규모, 구조 형식이 각각 달라서 로봇과 같은 기계로 공사를 다 하기 어렵고, 건축구조물 공사의 상당 부분을 인력에 의존하는 노동집약적인 산업이다.

따라서 최적 또는 최소의 인원을 매일 지속적으로 투입하는 공사계획 수립 능력은 시공사 및 전문 건설회사에게 공사비 절감과 공기단축, 그리고 공사 수주를 위한 핵심 기술이다.

이러한 것과 관련한 기존의 기술로는 아파트 동간의 작업자 이동에 관한 논문과 공정프로그램상의 공정표에 인원을 입력한 후 제한을 부여하여 일정으로 조정하거나 특정 작업 인원을 조정하는 자원평준화(Resource leveling) 기법이 있다.

먼저 아파트 골조공사에서 아파트 동간의 형틀공 및 철근공의 순환에 관한 논문은 3개동 내지 4개동의 일자별로 순환하는 기법에 관한 것이다. 그러나 이 논문은 작업자가 몇 개동을 순환할 것인가와 순환 순서는 나타내고 있으나, 일별로 작업자수의 증감과 최적 인원을 도출할 수 없는 한계가 있다.

공정표를 전문적으로 작성하는 세계적인 프로그램인 프리마베라(Primavera Project Planner)나 마이크로소프트사의 엠에스 프로젝트(Microsoft Project)에는 공정표를 작성한 후 각 작업(activity)에 자원(resource)을 입력한 후 자원평준화(resource leveling)를 하는 메뉴가 있다.

이를 실행하기 위해서는 조건을 부여해야 하며 하루 작업자수의 최대치를 설정한다. 또는 작업일정을 준수하기 위하여 필요한 작업자수를 산출할 수 있다.

상기 기능은 작성된 공정표의 작업기간이 늘어나거나 줄어드는 결과를 나타낸다.

예를 들어 형틀인원을 제한하면, 1개 층을 시공하는데 6일이 걸리던 것이 7일로 늘어난다. 한편 7일에서 6일로 하루를 단축하기 위해서는 형틀공 몇 명이 필요한지를 계산한다. 그러나 상기 기능을 이용한다고 하더라고 1개 층을 몇 개로 분할할 것인 지와, 매일 동일한 인원을 출역시킬 수 있는 공사방법을 알 수는 없다.

다수 건축구조물 공사에서의 종래의 공사방법 수립상 문제점은 다음과 같다.

골조 전문회사는 기존의 공사경험과 개략적인 인원 산출방법에 따라 인원을 산출하므로 정확성이 낮다.

다수의 건축구조물 공사에서 공구를 분할하는 경우 다양한 분할의 수와 동 간의 일정(日程) 차이를 정확히 계산하는 방법이 없다.

엑셀(excel) 프로그램 등을 이용하여 수작업으로 분석하므로 경우의 수가 한정되고 정확도가 낮다.

명절, 연휴, 일요일 등의 휴무일을 반영하여 계산하기 어렵다.

따라서 이와 같은 기술과 관련하여 본 발명에서는 1개동 이상의 다수 건물로 구성되는 건물 골조공사에서 매일 동일한 철근공, 형틀공, 전기공, 설비공 콘크리트공들이 최소한으로 균일하게 출역하는 최적의 공사방법을 분석하는 방법을 고안하고자 한다.

본 발명은 상기와 같은 종래 기술에 따른 문제점을 해결하기 위하여 창안된 것으로서, 건축구조물 공사에서 1개 이상 건축구조물의 기준층을 2개 이상으로 분할하여 콘크리트를 타설하는 것과 2개동을 짝(하나의 공정관리 구역)으로 설정하고 각 동별 평면을 2개 또는 그 이상으로 분할하고 그에 따른 재료 물량과 인원을 산출하고 각 동간 일정 간격의 조합 및 순열 분석을 통해 경우의 수를 산출한 후, 각각의 경우에서의 일별 소요 작업자수를 산출하고 이에 따라 작업자가 매일 균등하게 출역할 수 있게 하는 최적의 평면분할과 공사일정을 포함하는 공사방법을 제공한다.

상기 목적을 달성하고 상술한 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명에 따른 평면 분할과 건물간의 일정차이 조합에 따른 동일한 최소 작업인원 산출을 위한 공사방법 및 장치는

기준층 골조에 있어서 각각의 기둥, 슬래브, 벽체의 재료 물량을 부재별로 산출하고, 평면을 2개 이상으로 분할하는 평면분할(공구)과 각각의 분할된 평면(공구)의 시공에 필요한 재료와 인당 생산성으로부터 작업인원을 산출하고, 1개 층 골조를 시공하는 일별 공정표를 작성한 후 각 작업에 상기에서 산출된 작업인원을 배정하여 공구별 일별 작업인원을 산출한 후, 공구별 공정과 동별 공정표를 조합으로 산출하여 각각의 경우에서의 일별 공종별 작업자수를 산출한다.

본 발명에 따르면 다음과 같은 효과를 기대할 수 있다.

기준층에 대한 각 부재별 재료 물량을 산출하므로 평면을 2개 이상으로 분할(공구)시 각 공구의 물량이 산출된다.

상기 물량을 검토한 후 공구를 몇 개로 또는 어느 라인으로 분할하는 것이 효율적인지 판단할 수 있다. 또한 분할의 개수와 위치를 다양하게 하면서 그에 따른 물량을 파악할 수 있다.

상기 평면 분할된 조각 공구를 시공하는데 필요한 작업인원을 공종별 일자별로 산출할 수 있다.

상기 다수의 공구의 작업순서에 따라 공정표를 1일차 또는 2일차이로 작성하면 각 공구를 합한 기준층의 일자별 인원을 산출할 수 있다.

각 동의 일별 인원으로 부터 각 동간의 일정차이인 1일 차이 내지 5일 차이로 부터 복수의 동에 필요한 인원을 산출할 수 있다.

명절, 공휴일, 일요일, 날씨 등에 따른 작업하지 않는 일자를 반영한 일별 인원을 산출할 수 있다.

상기 공구분할과 공구별, 동별 일정차이의 조합에서의 각각의 경우에서의 일별 인원을 산출할 수 있다.

상기 각각의 경우에서의 인원 분석을 통해 최소인원이 매일 동일한 규모로 출역하는 공구분할과 일정차이를 갖는 경우를 선정한 후 시공한다.

이에 따라 가장 적은 인원과 유휴 작업자가 적은 공사방법과 공정표를 수립할 수 있으며 이를 사용하는 시공사는 다른 시공사에 비해 생산성이 높아지게 된다. 이와 같은 공사방법을 가지는 시공사는 다른 기존의 방법을 사용하는 시공사에 비해 인건비 절감이 많이 되고, 수주 경쟁력이 높을 뿐만 아니라 학습효과에 따른 생산성 향상으로 인원의 점진적 감소 및 동일한 작업의 반복으로 인한 안전관리 능력 향상, 다른 현장으로 이동하는 작업자 이탈 현상이 없으며, 공사기간 단축에 따라 원청사 및 하도급사 모두에게 간접비 절감을 가져오고 또 다른 입찰 기회비용이 창출된다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 동일한 작업인원 산출을 위한 공사방법 분석 장치의 전체 구성도.
도 2 내지 3은 본 발명의 일실시예에 따른 동일한 작업인원 산출을 위한 공사방법 분석 방법의 전체 흐름도.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 기준층 평면도 예시.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 기준층의 부재리스트 및 물량표.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 기준층의 평면분할 공구분할도.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 공구별 물량표.
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 공종별 작업자의 작업생산성 표.
도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 공구별 필요 작업인원.
도 10은 본 발명의 일실시예에 따른 공구별 층당 골조공사 공정표.
도 11은 본 발명의 일실시예에 따른 1개층을 5개의 공구로 분할한 경우의 공구별 공사 공정표.
도 12는 본 발명의 일실시예에 따른 공구별 일별 공종별 필요 작업인원.
도 13은 본 발명의 일실시예에 따른 공구별 공정표와 일정차이, 동별 일정차이의 조합에 따른 경우의 수를 나타내는 표.
도 14는 본 발명의 일실시예에 따른 기준층 5개공구 분할에 따른 1개동의 일별 필요인원.
도 15는 본 발명의 일실시예에 따른 기준층 5개공구 분할과 동별 1일차 차이 진행에 따른 2개동의 일별 필요인원.
도 16은 본 발명의 일실시예에 따른 기준층 5개공구 분할과 동별 2일차 차이 진행에 따른 2개동의 일별 필요인원.
도 17은 본 발명의 일실시예에 따른 기준층 5개공구 분할과 동별 3일차 차이 진행에 따른 2개동의 일별 필요인원.
도 18은 본 발명의 일실시예에 따른 기준층 4개공구 분할에 따른 1개동의 일별 필요인원.
도 19는 본 발명의 일실시예에 따른 기준층 4개공구 분할과 동별 1일차 차이 진행에 따른 2개동의 일별 필요인원.
도 20은 본 발명의 일실시예에 따른 기준층 4개공구 분할과 동별 2일차 차이 진행에 따른 2개동의 일별 필요인원.
도 21은 본 발명의 일실시예에 따른 기준층 4개공구 분할과 동별 3일차 차이 진행에 따른 2개동의 일별 필요인원.
도 22 내지 도 24는 본 발명의 일실시예에 따른 최소 및 동일한 인원이 출역하는 최적 경우의 공구분할도, 자재 물량표, 작업자 생산성, 필요 작업자수의 배합표 및 상세 공정표.
도 25는 본 발명의 일실시예에 따른 아파트 중 판상형 아파트에 한해 본 발명의 목적을 적용하는 실시예.
도 26은 본 발명의 일실시예에 따른 판상형 아파트 골조공사에서의 복수동의 공사 최적의 작업자 출역을 위한 공사방법 분석 방법의 흐름도.
도 25 내지 도 26은 본 발명에 의한 판상형 아파트 기준층 골조공사 4개존 분할에 따른 4일 싸이클 공사방법의 흐름도.
도 27 내지 도 29는 본 발명의 실시예 적용을 위한 판상형 아파트 공사의 예.
도 30 내지 31은 본 발명에 의한 판상형 아파트 1개동을 A와 B의 2개의 존으로 분할하고 각 존은 4일 싸이클, 존 간은 2일차 공정표.
도 32는 본 발명에 의한 판상형 아파트 2개동에 있어서 기준층 골조공사 동일한 동내에서 존간 2일차, 동간 1일차의 공정표.
도 33은 본 발명에 의한 판상형 아파트 2개동에 있어서 기준층 골조공사 동일한 동내에서 존간 2일차, 동간 3일차의 공정표.
도 34는 본 발명에 의한 판상형 아파트 2개동에 있어서 기준층 골조공사 동일한 동내에서 존간 2일차, 동간 1일차의 공사방법 설명도.
도 35는 본 발명에 의한 판상형 아파트 2개동에 있어서 기준층 골조공사 동일한 동내에서 존간 2일차, 동간 1일차의 9층과 10층의 일별 공사방법 설명도.
도 36은 본 발명에 의한 판상형 아파트 1개동의 평면을 2개존으로 분할한 예.
도 37은 본 발명에 의한 판상형 아파트 2개동 짝을 ABCD의 4개존으로 분할한 예.
도 38은 본 발명에 의한 또 다른 판상형 아파트 2개동 짝을 ABCD의 4개존으로 분할하고 4일 싸이클 시공의 예.
도 39는 본 발명에 의한 또 다른 판상형 아파트 2개동 짝을 ABCD의 4개존으로 분할하고 4일 싸이클 시공의 평면도 및 단면도의 예.
도 40내지 도 50은 본 발명에 의한 또 다른 판상형 아파트 2개동 짝을 ABCD의 4개존으로 분할한 후 24가지의 경우를 갖는 존별 공사순서 순열의 예.
도 51은 본 발명에 의한 판상형 아파트 2개동 4개존의 4일 싸이클 공정의 몇 개층 공정의 형틀 및 철근 일별 작업자수 분포의 예시.
도 52는 도 51에서 101동과 102동이 1일차이로 진행시의 형틀 및 철근공의 일별 몇 개층 데이터.
도 53은 본 발명에 의한 도 52의 데이터를 그래프로 나타낸 것이며 형틀과 철근공이 같이 표시된 예시.
도 54는 도 52의 데이터 중 형틀공만을 나타낸 것.
도 55는 도 52의 데이터 중 형틀공만을 나타낸 것.
도 56내지 도 57은 본 발명에 의한 판상형 아파트 'ㄱ'자 형태 평면 2개동 4개존의 24가지 경우의 인원 및 분석지표의 예시.
도 58은 기존 종래의 공법을 판상형 50층 아파트에 적용시 6일 싸이클 공정으로 진행시 층별 형틀공 및 철근공의 작업자수
도 59는 도 58의 동일한 공사에서 본 발명의 실시예를 적용한 결과
도 60은 기존의 공사방법과 본 발명에 따른 2개동 4개존 4일 싸이클 공정에 따른 소요인원을 시뮬레이션 비교한 실제 결과.
도 61은 본 발명의 적용에 따른 아파트 콘크리트 수량과 작업자수 감소율을 관계.

이하, 본 발명에 따른 동일한 작업인원 산출을 위한 공사방법 분석장치 및 방법을 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 동일한 작업인원 산출을 위한 공사방법을 분석하는 장치의 구성을 나타낸 것이다.

도 1을 참조하면, 본 실시예에 따른 동일한 일별 작업인원 산출을 위한 공사방법 분석장치(10)는 제어부(11), 건축도면 데이터베이스(12), 기준층 평면분할 데이터 베이스(13), 자재 물량 데이터 베이스(14), 작업자의 작업생산성 데이터 베이스(15), 작업자 수 데이터 베이스(16), 작업 휴무일 카렌다 데이터 베이스(17), 공정표 데이터 베이스(18) 및 공사방법 데이터 베이스(19)를 포함한다.

상기 제어부(11)는 기준층 평면분할 데이터 베이스(13)상의 공구분할에 따른 공구별 자재 물량을 자재 물량 데이터 베이스(14)로 부터 산출하고, 작업자의 작업생산성 데이터 베이스(15)로 부터 공구별 공종별 작업자수를 작업자 수 데이터 베이스(16)로 부터 산출하고, 공구분할 개수와 동별 일정차이의 조합에 따른 경우의 수를 계산하고, 각각의 경우에서의 작업인원을 작업 휴무일 카렌다 데이터 베이스(17)와 공정표 데이터 베이스(18)로 부터 산출한 후, 작업인원 데이터 베이스(19)에 저장하는 기능을 담당한다.

예를 들어 6개 동의 49층 아파트 골조공사에서 제어부(11)는 각 동의 건축도면과 구조도면, BIM 도면을 건축도면 데이터베이스(12)에 저장한다. 기준층 평면도를 2개 이상의 공구 존으로 분할한다. 이 때 각 공구의 최소면적 기준이 있을 수 있다. 너무 작게 분할하면 오히려 생산성이 낮아지기 때문이며 일반적으로 평면을 2개 내지 4개 최대 6개까지 분할한다.

위와 같이 분할된 각 공구는 각기 다른 평면을 가지며 그에 따라 그 안에 포함되는 재료 물량을 분할된 공구별로 산출한다. 위와 같은 작업은 기준층 1개층만 실시한다.

각 공구를 시공하기 위하여 필요한 재료 물량을 작업생산성으로 나누어 공종별 인원을 산출한다.

상기 인원을 기 작성된 공정표상의 작업에 할당한다. 그러면 한개 공구에 있어서 일별 공종별 필요한 작업자수가 산출된다. 그리고 한 층이 4개 공구이면 하루 차이로 A존 B존 C존 D존을 순차적으로 시공하는 공정표를 층별로 계속 작성한다. 그러면 4개존이 겹쳐지면서 1일 차이로 진행되는 작업인원이 산출된다.

그리고 다른 동에 대해서도 위와 같이 작성한다. 1개동과 다른 동을 1일 차이, 2일 차이, 3일 차이 등과 같이 공정표를 작성한 후 인원을 산출한다. 이에 따라 1개동과 다른동의 인원을 겹쳐서 표시하면 2개동의 시공에 필요한 일별 공종별 인원이 산출된다. 위와 같은 각각의 경우에 해당하는 인원산출 데이터를 저장한다. 그리고 최소인원이 동일하게 출역하는 공정표와 공구분할의 경우를 분석한다. 즉 일별 작업자수의 편차가 가장 적은 경우를 찾는다. 위와 같이 분석된 자료를 데이터 베이스에 저장하여 분석을 종료한다.

건축도면 데이터베이스(12)는 건축도면, 구조도면, BIM을 저장한다. 작업인원과 자재 물량을 산정하기 평면도, 단면도, 층고, 기둥 벽체의 치수를 포함한다. 건설현장은 도면에 따라 시공하므로 도면은 공사 착수전에 이미 CAD 등으로 완성되어 있다.

기준층 평면분할 데이터 베이스(13)는 1개층을 2개 이상의 공구 존으로 분할한 데이터를 저장한다. 이때 공구는 최소기준을 포함할 수 있다. 1개동에 4세대가 있는 아파트인 경우, 2개 세대를 1개 공구하여 4개 세대 2개 공구와 코어부 1개 공구로 하여 총 3개 공구로 분할할 수 있다. 이때 평면분할은 벽체나 기둥을 기준으로 분할하며 다양한 분할도를 포함한다.

자재 물량 데이터 베이스(14)는 기준층의 기둥 또는 벽체 슬라브의 물량정보를 저장한다. 예를 들어 아파트 1개 층의 벽 리스트 및 콘크리트량, 철근톤수, 거푸집 형틀 면적 등이다.

작업자의 작업생산성 데이터 베이스(15)는 형틀공, 철근공, 콘크리트 공의 1일 벽체 슬라브 작업 생산성 데이터를 저장한다. 예를 들어 철근공 1인은 벽체 철근을 하루에 1.5톤을 시공하며 슬라브 철근은 1.2톤을 시공한다. 벽체 형틀인 알폼은 25제곱미터, 슬라브 알폼 형틀은 30제곱미터를 시공한다라는 생산성 데이터이다.

작업자 수 데이터 베이스(16)는 공구의 물량을 작업생산성으로 나누어 산출된 공구별 필요한 작업자수이다. 예를 들어 벽체 철근이 15톤이면 철근공은 하루에 1.5톤을 시공하므로 총 10명이 필요하다. 하루에 작업을 끝내려면 10명이 필요하고 2일에 끝내려면 5명이 2일간 작업하면 된다.

작업 휴무일 카렌다 데이터 베이스(17)는 일요일, 구정, 추운날씨, 삼일절, 근로자의 날 등의 공휴일, 장마, 추석 등의 작업할 수 없는 휴무일을 설정한 데이터이며 일반적으로 1년에 80일 내지 100일 정도이다.

공정표 데이터 베이스(18)는 공구별 공정표, 각 공구가 하루씩 차이로 진행되는 층별 공정표, 각 동간의 일정차이를 포함하는 경우를 포함하는 조합에 있어서의 각각의 공정표를 저장한다. 공구별 공정표는 10층 A존에 있어서 먹매김, 형틀 인양, 벽체철근, 벽체 형틀, 동바리, 슬라브 형틀, 슬라브 철근, 전기, 설비, 콘크리트 타설 공정을 5일 만에 완성하는 것으로 작성되면, 각각의 작업에 필요한 작업인원을 포함할 수 있다.

공사방법 데이터 베이스(19)는 공정표 조합에 따른 각각의 공사방법에 따른 공구분할, 자재 물량, 작업생산성, 작업인원에 관한 정보와 함께 어느 경우가 가장 최소인원으로 동일한 인원이 출역하는지를 판단하는 정보를 포함한다.

도 2 내지 3은 본 발명의 일실시예에 따른 동일한 작업인원 산출을 위한 공사방법 분석 방법의 전체 흐름도이다.

먼저 일 실시예에 따른 도 2를 참조하면, 건축도면, 구조도면, BIM 도면을 저장한다(S10). 1개층을 2개로 분할하되 모양이 각기 다른 경우를 분할한다(S20). 1개층을 3개로 분할하되 분할 모양이 다른 경우를 포함하며, N개층으로 분할한다(S30). 상기 분할된 공구에 대한 자재 물량인 거푸집 면적, 철근톤수, 콘크리트 량을 산출한다(S40). 건물 유형(오피스, 아파트), 부재 유형(기둥, 벽체, 슬라브, 코어, 계단 등)에 따른 작업자의 작업생산성을 분석한 후(S50), 자재 물량을 작업생산성으로 나누어 필요한 작업인원을 산출한다(S60). 각각의 공구분할에 따른 공정표를 작성한 후(S70) 공정표상의 각각의 작업에 작업인원을 배정하여 일별 공종별 인원을 산출한다(S80). 2개동의 공정표를 작성한 후 일정차이를 부여하고 일별 인원을 산출한다(S90). 각각의 경우에서의 일별 인원의 최대치와 최소치에 따른 편차를 분석한다(S100). 일별 작업자수의 편차가 적고 동일한 인원이 매일 나오는 경우를 판단(S110)한 후 가장 효율적인 공사방법을 결정한다(S120).

이하 도 4부터는 본 발명의 일실시예에 따라 실제 공사에 적용한 예시를 나타낸다. 실시 대상 공사는 아파트 4개동, 층수 43층, 기둥구조, 계단실 및 엘리베이터의 코어부를 갖는다.

도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 기준층 평면도 예시이다. 아파트 기준층에서 가운데에 코어부가 있고 외주부에 세대가 있다.

도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 기준층의 부재리스트 및 물량표이다. 기둥 리스트와 규격에 따른 철근 톤수, 거푸집 면적, 콘크리트 량의 정보를 포함한다.

도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 기준층의 평면분할 공구분할도이다. 1개층을 3개의 세대존과 코어부로 총 4개의 존으로 분할한 것이다. 다른 분할은 3개의 세대존과 2개의 코어부로 총 5개의 존으로 분할한 것이다.

도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 공구별 물량표이다. 5개의 존으로 분할한 경우의 존별 물량이며, 기둥 철근, 거푸집, 슬라브 철근, 거푸집, 코어부 물량을 나타내고 있다.

도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 공종별 작업자의 작업생산성 표이다. 형틀공의 벽체 및 슬라브의 생산성과 철근공의 벽체 철근과 슬라브 철근의 1일 시공 물량을 나타낸다. 상기 생산성은 건물형태에 따라 또는 층고에 따라 달라진다.

도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 공구별 필요 작업인원이다. 각 공구의 물량과 그 물량을 시공하기 위한 작업인원이 생산성으로 부터 산출된다.

도 10은 본 발명의 일실시예에 따른 공구별 층당 골조공사 공정표이다. 1개층을 5개의 공구로 분할한 경우의 일별 공구별 공정표와 작업별 인원이 할당되어 있다.

도 11은 본 발명의 일실시예에 따른 1개층을 5개의 공구로 분할한 경우의 공구별 공사 공정표이다. 공구별로 1일 차이로 진행한다.

도 12는 본 발명의 일실시예에 따른 공구별 일별 공종별 필요 작업인원이다. 도 11의 공정표를 시공하는데 필요한 인원을 공정표에 할당한다.

도 13은 본 발명의 일실시예에 따른 공구별 공정표와 일정차이, 동별 일정차이의 조합에 따른 경우의 수를 나타내는 표이다. 공구분할의 수, 공구별 일정차이, 동별 일정차이를 변수로 한 조합표이다. 상기 조합표상의 각각의 경우에 대하여 작업인원을 산출하게 된다.

도 14는 본 발명의 일실시예에 따른 기준층 5개공구 분할에 따른 1개동의 일별 필요인원이다. 도 13의 공정표에 따라 상기 공정표를 시공하는데 필요한 공정표이다.

도 15는 본 발명의 일실시예에 따른 기준층 5개공구 분할과 동별 1일차 차이 진행에 따른 2개동의 일별 필요인원이다. 101동은 1월 1일 착공하고 102동은 1월 2일 착수하는 일정일 경우, 2개동의 시공에 필요한 인원 분석을 나타낸다.

도 16은 본 발명의 일실시예에 따른 기준층 5개공구 분할과 동별 2일차 차이 진행에 따른 2개동의 일별 필요인원이다. 101동은 1월 1일 착공하고 102동은 1월 3일 착수하는 일정일 경우, 2개동의 시공에 필요한 인원 분석을 나타낸다.

도 17은 본 발명의 일실시예에 따른 기준층 5개공구 분할과 동별 3일차 차이 진행에 따른 2개동의 일별 필요인원이다. 101동은 1월 1일 착공하고 102동은 1월 4일 착수하는 일정일 경우, 2개동의 시공에 필요한 인원 분석을 나타낸다.

도 18은 본 발명의 일실시예에 따른 기준층 4개공구 분할에 따른 1개동의 일별 필요인원이다.

도 19는 본 발명의 일실시예에 따른 기준층 4개공구 분할과 동별 1일차 차이 진행에 따른 2개동의 일별 필요인원이다.

도 20은 본 발명의 일실시예에 따른 기준층 4개공구 분할과 동별 2일차 차이 진행에 따른 2개동의 일별 필요인원이다. 도 20을 보면, 101동과 102동을 시공하는데 필요한 형틀공(form worker)은 50명이고 철근공(rebar)은 25명 내지 27명이다. 그래프와 같이 각층을 공사하는데 동일한 최소인원이 계속 공사하면 생산성이 극대화된다.

본 발명에 따른 목적을 구현한 공사방법을 분석하여 도출한 최적의 공사방법이다.

도 21은 본 발명의 일실시예에 따른 기준층 4개공구 분할과 동별 3일차 차이 진행에 따른 2개동의 일별 필요인원이다.

도 22 내지 도 24는 본 발명의 일실시예에 따른 최소 및 동일한 인원이 출역하는 최적 경우의 공구분할도, 자재 물량표, 작업자 생산성, 필요 작업자수의 배합표 및 상세 공정표이다. 도 22는 최적공사방법으로서 4개공구로 분할하고 물량과 생산성 인원표이다. 도 23은 여러 조합중 층별 4개 공구로 분할하고 동별로 2일차로 진행경우가 최적임을 나타낸다. 101동 102동은 2일차로 진행한다. 도 24는 최적 공사방법의 공정표이다. 상기 공정표를 보면 각 층의 공구는 1일차로 4일 공정싸이클로 진행하고 101동과 102동은 2일차로 진행함을 나타내고 있다.

상기 공구분할에 따른 재료 물량은 건축 구조 CAD도면을 이용하여 산출하였고 작업자의 생산성 데이터는 통계자료를 이용하였으며, 공정표는 공정표 작성 전문 프로그램과 그 공정표상에 상기에서 산출된 형틀공, 철근공을 입력하여 산출하였다. 따라서 실제 공사에서와 같이 정확하게 산출된 일자별 공종별 작업인원 분석결과값이라고 할 수 있다.

본 발명의 실시예에서는 아파트 현장을 대상으로 최적 작업인원을 산출하는 경우를 대상으로 공사방법 분석방법과 장치를 설명하였다.

위와 같은 방법으로 오피스, 호텔, 오피스텔, 아파트 등과 같이 동일한 층이 반복되는 공사에서의 다양한 공사방법과 그에 필요한 작업인원을 산출할 수 있다. 이에 따라 어떤 공구분할과 공정표가 가장 생산성이 높은 공사방법인지 알 수 있게 되었다. 또한 많은 인력을 필요로 하는 마감 및 인테리어 공사(조적, 미장, 방수, 드라이월, 도장, 가구, 전기, 설비 등)에 상기 방법을 적용하면 효율적인 공사관리 방법과 공기단축, 공사비 절감 등이 가능함을 건설에 종사하는 기술자들은 명백히 알 수 있을 것이다.

이하 부터는 본 발명에 의한 또 다른 실시예이다.

아파트는 판상형과 타워형으로 구분된다. 판상형은 전면에 배치되는 공간이 많아 채광, 일조량이 우수하고 거실과 주방이 마주보는 형태로 맞통풍에 유리하다.

통상 3베이 구조, 4베이 구조라고 이야기하는 평면은 판상형이다. 전면 배치 공간이 방-거실-방으로 3개면 3베이, 방-방-거실-방으로 4개면 4베이다. 주로 남향 위주로 배치되는 경우가 많아 자녀방, 거실, 안방 등에 빛이 잘 든다는 게 특징이다. 각 동이 'ㄱ'자 형태로 지어지는 경우가 많다.

아파트 동을 'ㅡ'자로 구성하는 것보다 'ㄱ'자로 구성할 때 가구수를 최대화 할 수 있기 때문에 대부분 아파트들이 'ㄱ'자로 설계된다.

도 25는 아파트 중 판상형 아파트에 한해 본 발명의 목적을 적용하는 실시예를 나타낸 것이다. 도 25는 'ㄱ'자 형태의 판상형 아파트 2개동을 짝으로 하여 골조공사 시공시, 최적의 균등인 일별 작업자 분포를 분석하기 위한 장치(100)의 구성도이다.

도 25를 참조하면 전체 장치는 제어부(110), 건축도면 데이터베이스(120), 기준층 평면분할 데이터 베이스(130), 자재 물량 데이터 베이스(140), 작업자의 작업생산성 데이터 베이스(150), 작업자 수 데이터 베이스(160), 공정표 데이터 베이스(170), 존별 작업순서 경우의 수 데이터 베이스(180) 및 일별 작업자수 분포 및 지표 분석 데이터 베이스(180)를 포함한다.

상기 제어부(110)는 기준층 평면분할 데이터 베이스(130)상의 존(공구)분할에 따른 공구별 자재 물량을 자재 물량 데이터 베이스(140)로 부터 산출하고, 작업자의 작업생산성 데이터 베이스(150)로 부터 공구별 공종별 작업자수를 작업자 수 데이터 베이스(160)로 부터 산출하고, 공구분할 개수와 동별 일정차이의 순열 또는 조합에 따른 경우의 수를 계산하여 존별 작업순서 경우의 수 데이터 베이스(180)에 저장하고, 각각의 경우에서의 작업인원과 이를 정량적으로 판단할 수 있는 분석지표를 분석한 후 일별 작업자수 분포/지표 분석 데이터 베이스(190)에 저장하는 기능을 담당한다.

예를 들어 6개 동의 49층 판상형 아파트로서 평면이 'ㄱ'자 형태로 구성된 골조공사에서 제어부(110)는 각 동의 건축도면과 구조도면, BIM 도면을 건축도면 데이터베이스(120)에 저장한다. 2개동을 짝으로 설정하고 1개동의 기준층 평면을 각각 2개존 분할하여 총 4개의 존으로 분할한다. 101동 4세대 코어 2개인 경우, 101동 A존(101호, 102호, 코어1), B존(103호, 104호, 코어2), 102동 C존(101호, 102호, 코어1), D존(103호, 104호, 코어2)이다. 그리고 이를 저장(130)한다.

상기와 같은 평면분할에 따른 형틀 및 철근 콘크리트 물량을 분할하여 저장(140)한다.

101동 A존(101호, 102호, 코어1)의 형틀, 철근, 콘크리트 물량이며, 벽체와 슬라브로 세분화할 수 있다. 나머지 B존, C존, D존도 마찬가지로 산출한다.

작업생산성은 형틀 작업자, 철근작업자의 일별 또는 시간별 생산성 자료이다. 철근작업자는 1일 벽철근 1.5톤을 시공한다.

각 존을 시공하기 위하여 필요한 재료 물량을 작업생산성으로 나누어 작업자수를 산출하고 저장(160)한다. 예를들어 벽철근이 15톤이면 1일 1.5톤을 시공하므로 10명이 필요하다. 또는 5명이 2일 작업을 해야 한다.

상기 인원을 기 작성된 공정표상의 작업에 할당한다. 상기 공정표는 각 존의 1개층을 4일만에 시공하며 각 존은 1일차이로 시공하는 경우의 공정표를 포함한다.

4개존의 공정표는 4개 순열로 하면 24가지 공정표가 된다(170). 상기 공정표상의 각각의 작업에 인원을 배정하면 일별 또는 시간별 작업자수가 산출된다. 이를 저장한다.

상기 4개존의 작업순서를 결정하는 24가지 경우의 수를 산출하여 저장한다(180).

상기 24가지 경우의 수에 있어서 일별 작업자수 분포값과 일별 최대인원 최소인원 최대최소 대비비율, 최대인원과 최소인원의 차이 또는 합 등의 분석지표값을 산출한다.

그리고 24개의 경우 중 각각의 경우에서의 인원분포값과 분석값을 분석하여 최적의 공사방법을 지표로서 나타내고 저장한다(190).

건축도면 데이터베이스(120)는 건축도면, 구조도면, BIM을 저장한다. 작업인원과 자재 물량을 산정하기 평면도, 단면도, 층고, 기둥 벽체의 치수를 포함한다. 건설현장은 도면에 따라 시공하므로 도면은 공사착수전에 이미 CAD 등으로 완성되어 있다.

기준층 평면분할 데이터 베이스(130)는 판상형 아파트 2개동을 짝으로 하여 1개동의 평면을 2개존으로 분할한다. 101동 평면에 4세대가 있는 아파트인 경우, 2개 세대를 1개 공구하여 2개 세대와 코어1을 A존으로 분할하고 나머지를 B존으로 한다.

101동 4세대 코어 2개인 경우, 101동 A존(101호, 102호, 코어1), B존(103호, 104호, 코어2), 102동 C존(101호, 102호, 코어1), D존(103호, 104호, 코어2)이다.

자재 물량 데이터 베이스(140)는 기준층의 기둥 또는 벽체 슬라브의 물량정보를 저장한다. 예를 들어 아파트 1개 층의 벽 리스트 및 콘크리트량, 철근톤수, 거푸집 형틀 면적 등이다.

작업자의 작업생산성 데이터 베이스(150)는 형틀공, 철근공, 콘크리트 공의 1일 벽체 슬라브 작업 생산성 데이터를 저장한다. 예를 들어 철근공 1인은 벽체 철근을 하루에 1.5톤을 시공하며 슬라브 철근은 1.2톤을 시공한다. 벽체 형틀인 알폼은 25제곱미터, 슬라브 알폼 형틀은 30제곱미터를 시공하는 것을 감안한 생산성 데이터이다.

작업자 수 데이터 베이스(160)는 존별 물량을 작업생산성으로 나누어 산출된 존별 필요한 작업자수이다. 예를 들어 벽체 철근이 15톤이면 철근공은 하루에 1.5톤을 시공하므로 총 10명이 필요하다. 하루에 작업을 끝내려면 10명이 필요하고 2일에 끝내려면 5명이 2일간 작업하면 된다.

공정표 데이터 베이스(170)는 공구별 공정표, 각 공구가 하루씩 차이로 진행되는 층별 공정표, 각 동간의 일정차이를 포함하는 경우를 포함하는 조합에 있어서의 각각의 공정표를 저장한다. 공구별 공정표는 10층 A존에 있어서 먹매김, 형틀 인양, 벽체철근, 벽체 형틀, 동바리, 슬라브 형틀, 슬라브 철근, 전기, 설비, 콘크리트 타설 공정을 4일만에 완성하는 것으로 작성되면, 각각의 작업에 필요한 작업인원을 포함할 수 있다.

상기 공정표는 각 존의 1개층을 4일만에 시공하며 각 존은 1일차이로 시공하는 경우의 공정표를 포함한다.

4개존의 공정표는 4개 순열로 하면 24가지 공정표가 된다). 상기 공정표상의 각각의 작업에 인원을 배정하면 일별 또는 시간별 작업자수가 산출된다.

존별 작업순서 경우의 수 데이터 베이스(19)는 상기 2개동 4개존의 시공순서를 분석한 것이다. 2개동 4개존 ABCD존의 순열을 24가지이다.

일별 작업자수 분포/지표분석 데이터 베이스(190)는 상기 24가지 순열에서의 각 경우의 공정표와 공정표상의 각 작업에 따른 물량 또는 작업자(형틀공, 철근공)의 일별 또는 시간별 분포와 이를 산포도를 분석하는 각종 지표를 포함한다.

상기 지표는 일별 작업자수 분포값과 일별 최대인원 최소인원 최대최소 대비비율, 최대인원과 최소인원의 차이 또는 합 등을 포함한다.

도 26은 본 발명의 일실시예에 따른 판상형 아파트 골조공사에서의 복수동의 공사 최적의 작업자 출역을 위한 공사방법 분석 방법의 흐름도이다.

먼저 판상형 공동주택(주상복합, 오피스텔) 공사의 다수 동 중 2개동을 짝으로 설한다(T10).

판상형 아파트 공사단지에서 101동과 102동이 평면 모양이나 평수 층수가 비슷하면 101동과 102동을 짝으로 묶어 특정 작업자들이 101동과 102동에서 왔다 갔다 하면서 반복적으로 작업할 수 있도록 한다.

각 동을 2개의 존(공구)으로 분할하여 총 4개의 존으로 분할(A,B,C,D)한다(T20).

101동 평면이 판상형이고 'ㄱ'자 형태인 경우로서 4세대와 코어 2개가 있는 아파트인 경우, 2개 세대를 1개 공구하여 2개 세대와 코어1을 A존으로 분할하고 나머지를 B존으로 한다.

상기 4개 존의 시공순서를 순열로서 24가지 경우의 수를 분석한다(T30).

101동과 102동의 4개존 ABCD존 중 어떤 존을 가장 먼저 시공할 것인가를 결정하기 위하여 경우의 수를 분석한다. ABCD존은 각기 모양과 물량 위치 형태가 다르므로 순서를 분석해보면 순열에 해당한다. 4가지 순열은 4!로서 24가지 경우가 발생한다.

각각의 경우에 대한 공정표를 작성하며 존별 1일 차이, 층별 4일 싸이클 공정이 작업자 출역 및 공기단축면에서 가장 바람직하다고 분석된다(T40).

ACBD존의 순서로 시공하는 경우, 각 존은 1일 차이로 착수 또는 진행하고 각 존은 4일만에 완성한다. 따라서 1개층은 4만에 완성되며 이를 4일 싸이클이라고 일반적으로 명칭하고 있다.

즉 101동은 월요일(A존)과 수요일(B존)에 콘크리트를 타설하고 102동은 화요일(C존)과 목요일(D존)에 콘크리트를 타설하여 한 개 동씩 하루씩 번갈아 가면서 콘크리트를 타설한다.

공정표에 물량 또는 인원을 배정한 후 일별 작업자수 산출한다(T50). 상기 단계의 각 경우의 공정표에 물량 또는 작업자를 배정한 후 일별 또는 시간별 물량 또는 인원을 산출한다.

존별 물량과 인원이 각기 다르고 존의 순서가 다르므로 각 경우의 물량과 인원 분포도 다른 결과를 나타내게 된다.

각 경우의 작업자 소요인원 값과 분석지표값 산출한다(T60). 상기 24가지 순열 경우에서의 일별 작업자수 분포값과 이를 정량적으로 분석하기 위한 지표를 산출한다.

상기 지표가 산출되면 어느 경우가 작업자 분포가 가장 균등한가? 를 판단한다(T70)

건설공사는 각각의 공사마다 다른 특징을 가지고 있으므로 상기 물량 인원 공정표 생산성 변수를 입력변수로 하여 산출된 일별 인원분포와 분석지료를 분석한 후 어떤 경우가 가장 합리적인 공사방법인지 판단한다.

상기 (T70)단계에서 판단한 결과를 바탕으로 현장의 공사관리자는 최상위 또는 상위에 속하는 경우를 공사방법으로 선택한 후 공사시행한다(T80). 예를 들어 CBDA존의 순서로 공사하는 것이 가장 균등한 작업자가 출역한다면 이를 의사결정의 주요항목으로 하여 CBDA순서로 1일차이로 4일 싸이클로 매층 공사를 진행한다.

도 27 내지 도 29는 본 발명의 실시예 적용을 위한 판상형 아파트 공사의 예이다.

도 27을 보면, 대단지 아파트이며, 판상형이며 'ㄱ'자 형태이며, 한 개동의 평면은 4개의 세대와 코어부 2개로 구성된다. 층수는 29층 규모이다. 도면 중앙의 121동부터 123동의 평면을 보면, 'ㄱ'자 형태의 평면이며 4개 세대와 코어 2개로 구성되어 있으며 모서리 부분은 왼쪽인 남쪽을 향하고 있다.

이는 세대가 햇빛을 받기 위함이고 코어는 북쪽에 배치하여 햇빛을 가리지 않도록 하고 있다.

도 28을 참조하면, 2017년 하반기에 분양을 실시한 대단지 아파트 공사현장이며 판상형으로서 'ㄱ'자 형태의 평면에 일부 'ㅡ'자 형태의 평면이 추가되어 있다.

도 29를 참조하면 2017년 하반기에 분양을 실시한 대단지 아파트 공사현장이며 판상형으로서 'ㄱ'자 형태의 평면이다. 그러나 일부 동의 경우 대칭이 아닌 한쪽의 길이가 긴 'ㄱ'자 세대 배치를 나타내고 있다.

도 30 내지 31은 본 발명에 의한 판상형 아파트 1개동을 2개의 존으로 분할하고 각 존을 4일 싸이클에 존간에 2일차이 공정표이다.

도 30을 참조하면, 101동 A존은 1일차부터 4일차까지 4일만에 완성되고, 잔여 B존은 2일차로 진행된다. 101동 A존을 보면 1일차에는 먹매김, 갱폼인상 및 설치, 벽체 철근양중 후 벽체 철근을 시공하며 전기 설비가 벽체에 매립된다. 2일차에는 형틀(알폼)을 설치하고 슬라브 철근을 인양하다.

3일차에는 슬라브 철근과 전기 설비 자재를 시공한 후 4일차에는 콘크리트를 타설하여 1개층을 완성한다.

도 31을 참조하면 101동 N층은 A존은 1일차부터 4일차까지 4일만에 완성되고, 5일차에는 그 윗층인 N+1층 공사가 시작되는 것을 나타낸다. 즉, 본 발명에 의한 판상형 아파트 1개동을 2개의 존으로 분할하고 4일 싸이클로 골조공사가 연속적으로 진행되는 표준 공정표이다.

여기서 공사형태 및 여건에 따라 작업들은 상기 공정표와 비교하여 몇 시간 또는 반나절의 차이를 나타낼 수도 있으나 전반적인 흐름은 도 30 및 도 31과 같은 내용을 포함한다.

도 32는 본 발명에 의한 판상형 아파트 2개동에 있어서 기준층 골조공사 동일한 동내에서 존간 2일차, 동간 1일차의 공정표이다.

도 32를 참조하면, 101동내에서 A존과 B존은 2일차, 102동도 C존과 D존은 2일차이지만, A존(101동)과 C존(102동)은 1일 차이로 진행하는 공정표이다.

A존(101동)과 C존(102동)은 1일 차이로 진행하는 목적은 철근공과 형틀공의 균등한 출역 및 원활한 이동을 위해서이다. 4일 싸이클의 경우, 형틀과 철근의 일별 작업내용이 매일 다르므로 1일차, 2일차, 3일차에 따른 작업자 및 공사관리의 효율성도 다르기 때문이다.

도 33은 본 발명에 의한 판상형 아파트 2개동에 있어서 기준층 골조공사 동일한 동내에서 존간 2일차, 동간 3일차의 공정표이다.

도 33을 참조하면, 101동내에서 A존과 B존은 2일차, 102동도 C존과 D존은 2일차이지만, A존(101동)과 C존(102동)은 3일 차이로 진행하는 공정표이다.

A존(101동)과 C존(102동)은 3일 차이로 진행하는 목적은 도 32와 마찬가지로 목수(형틀)와 철근 작업자의 균등한 출역 및 원활한 이동을 위해서이다. 4일 싸이클의 경우, 형틀과 철근의 일별 작업내용이 매일 다르므로 1일차, 2일차, 3일차에 따른 작업자 및 공사관리의 효율성도 다르기 때문이다.

도 34는 본 발명에 의한 판상형 아파트 2개동에 있어서 기준층 골조공사 동일한 동내에서 존간 2일차, 동간 1일차의 공사방법 설명도이다.

도 34를 참조하면, 101동 10층과 102동 10층을 4일만에 번갈아 가면서 콘크리트를 타설하여 완성하는 공사방법의 설명도이다.

첫 번째 동인 101동 A존(101호, 102호, 코어 1번)을 맨 먼저인 1일차에 콘크리트를 타설한다.

102동 기준층 C존 골조공사를 2일차에 완료한다.

101동 기준층 B존 골조공사를 3일차에 완료한다.

102동 기준층 D존 골조공사를 4일차에 완료한다.

위와 같은 방법으로 도 33의 공정표도 도 34와 같이 나타낼 수 있으며 표시는 생략한다.

도 35는 본 발명에 의한 판상형 아파트 2개동에 있어서 기준층 골조공사에서 동일한 동내에서 존간 2일차, 동간 1일차의 9층과 10층의 일별 공사방법 설명도이다.

도 35를 참조하면, 101동 9층과 102동 9층을 4일만에 번갈아 가면서 콘크리트를 타설하여 완성한 후 5일차 부터는 그 윗층인 10층을 반복적으로 진행하는 공사방법의 설명도이다.

첫 번째 동인 101동 9층 A존(101호, 102호, 코어 1번)을 맨 먼저인 1일차에 콘크리트를 타설한다.

102동 9층 C존 골조공사를 2일차에 완료한다.

101동 9층 B존 골조공사를 3일차에 완료한다.

102동 9층 D존 골조공사를 4일차에 완료한다.

101동 10층 A존을 5일차에 콘크리트를 타설한다.

102동 10층 C존 골조공사를 6일차에 완료한다.

101동 10층 B존 골조공사를 7일차에 완료한다.

도 36은 본 발명에 의한 도 35의 판상형 아파트 1개동의 평면을 2개존으로 분할한 예로서 세대번호와 코어부를 상세하게 분할한 도면이다.

도 36을 참조하면 101동 9층으로서 평면을 보면 세대는 901호, 902호, 903호, 904호의 4개 세대로 구성되고, 901호와 902호 현관으로 연결되는 코어 1번(엘리베이터 및 계단실)이 있다. 여기서 901호, 902호, 코어 1번을 A존으로 하여 4일만에 1개층 골조공사를 완료한다.

나머지 반대쪽인 B존은 2일 늦은 공정으로 진행하며 마찬가지로 4일 싸이클로 진행한다.

도 36은 판상형 대칭형 아파트로서 'ㄱ'형태이며, 평면 분할의 경계는 'ㄱ'의 모서리 부분의 902호와 903호의 경계 벽체 라인이다. 이때 902호를 먼저 타설하는 경우, 존 분할 경계 벽체를 먼저 타설한다. 분할라인은 경계면의 길이가 짧은 끊어치기 길이가 가장 짧은 부분으로 하는 것이 바람직하다.

102동도 101동과 같은 방법으로 분할하며, 존의 명칭은 C존과 D존으로 하여 101동과 구분한다. 따라서 101동과 102동은 A, B, C, D의 총 4개의 존으로 분할하고 각 존에는 2개 세대와 코어 1개로 구성되며 각 존은 1일 차이로 진행하되 4일 싸이클로 1개층 골조를 시공한다.

도 37은 본 발명에 의한 판상형 아파트 2개동 짝을 ABCD의 4개존으로 분할한 예이다.

도 37을 참조하면, 상단 101동과 102동은 짝을 이루며 A, B, C, D의 4개존으로 구성된다. 상기 4개존은 층당 4일 싸이클로 진행되며 존별 1일차이로 진행된다.

하단은 다른 공사현장의 평면 분할의 예시이다. 101동은 1호와 4호가 A존으로 구분되고, 2호와 3호 그리고 가운데 코어부가 B존으로 구분된다. 101동과 동일한 형태인 102동도 101동과 동일하게 분할한다. 101동과 102동은 형태가 유사하여 짝을 이루도록 하고 작업자가 101동과 102동을 옮겨 가면서 작업하는 것이 인원관리의 효율성이 높다.

103동은 1호와 3호가 A존으로 분할되어 동시에 시공되고, 2호와 코어가 B존으로 하여 시공된다. A존과 B존은 2일 차이로 시공되는 것이 바람직하다. 104동은 103동과 동일하게 분할하고 C존과 D존으로 명칭하며 103동과 104동은 짝을 이룬다.

105동은 1호와 2호 그리고 코어부가 A존으로 분할되고 나머지 3호와 4호 및 코어부가 B존으로 분할된 예시이다. 106동도 105동과 마찬가지이다.

한편 101동부터 104동을 보면 A존의 세대가 좌우로 분리되어 있고, 중앙부에 B존이 있으며 2개 세대 또는 1개 세대임이 다른 평면과의 특징으로 나타나고 있다. 본 발명에서는 'ㄱ'자의 모서리 부분에 코어가 배치되는 경우인 판상형과 타워형의 혼합형 평면에 있어서도, 4일 공정 및 작업의 효율성을 위하여 평면 분할 방법의 가변성과 다양성을 포함하는 평면분할 방법을 101동 내지 104동의 예시를 통해 나타내고 있다.

도 38은 본 발명에 의한 또 다른 판상형 아파트 2개동 짝을 ABCD의 4개존으로 분할하고 4일 싸이클 시공의 예이다.

도 38을 참조하면, 1일차에 103동 A존 콘크리트를 타설하고 2일차에 102동 C존 콘크리트를 타설하고, 3일차에 103동 B존 콘크리트를 타설하고, 4일차에 102동 D존 콘크리트를 타설하여 4일만에 2개동 1개층을 시공하는 싸이클 공사방법을 나타낸 것이다.

2개동의 1개층을 4일 싸이클로 시공하는 경우에서, 동을 번갈아 가면서 A C B D 순서로 시공하는 예시를 나타내고 있다.

도 39는 본 발명에 의한 또 다른 판상형 아파트 2개동 짝을 ABCD의 4개존으로 분할하고 4일 싸이클 시공의 평면도 및 단면도의 예로서 도 38 공사방법을 평면과 단면도에 동시에 나타낸 것이다.

도 40내지 도 50은 본 발명에 의한 판상형 아파트 2개동 짝을 ABCD의 4개존으로 분할한 후 24가지의 경우를 갖는 존별 공사순서 순열의 예이다.

본 발명의 특징에 따르면 판상형 아파트 골조공사에 있어서, 'ㄱ'자 형태 또는 'ㅡ'자 형태의 아파트 평면을 갖는 경우, 2개동을 하나의 짝으로 하여 공사를 진행한다. 이때 2개동을 4개존의 존으로 분할하여 A존 B존 C존 D존을 1일 차이로 시공하는 경우, 존의 순서를 결정해야 한다.

존의 순서는 형틀 철근 콘크리트 등의 자재 수량(물량)과 이를 시공해야 하는 형틀(목수) 및 철근 전기 설비 콘크리트 작업자의 출역인원이 가장 합리적인 경우를 선택하는 것이 바람직하다.

건설현장은 다른 산업과 달리 지역, 동수, 평면, 층수, 작업자, 재료 수량 등의 변수에 따라 각기 다른 특징을 갖는다. 따라서 존의 순서는 해당현장의 특성을 분석하여 결정하는 것이 바람직하다.

본 발명에서는 상기 2개동의 4개존을 1일 차이로 시공하는 순서를 분석하였다. 그 결과 4개존을 시공하는 경우의 수는 24가지이다. 기준층에서 한 번 존의 시공순서가 결정되는 계속해서 상층에서도 동일하게 반복될 것이므로 가장 합리적인 존의순서를 분석하고 결정하는 것이 성공적인 골조공사의 주요한 사항임을 본 발명의 특징에 따라 알 수 있다.

먼저 도 40을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따라 그림 하단에는 101동 A존과 B존, 102동에는 C존과 D존으로 분할되어 있다.

상기 4개 존의 1일차이로 시공하는 경우의 수는 순열로서 4가지 중 4개를 순서대로 선택하는 확률이며 총 24가지이다.

먼저 1번부터 6번까지는 18년 3월 12일 월요일에 101동 특정 기준층 A존 공사의 시작 또는 콘크리트를 타설하는 경우이다.

7번부터 12번까지는 18년 3월 12일 월요일에 101동 B존이 앞서가는 경우이다.

13번부터 18번까지는 18년 3월 12일 월요일에 102동 C존이 앞서가는 경우이다.

19번부터 24번까지는 18년 3월 12일 월요일에 102동 D존이 앞서 시공해가는 경우이다.

18년 3월 14일 화요일 두 번째 날에는 1번부터 6번까지의 경우 101동 A존을 제외한 나머지 B C D존중 하나가 시공되는 경우이다.

위와 같은 방식으로 24가지 경우의 수에 대한 내용을 본 발명의 실시예로서 알 수 있다.

도 41은 본 발명의 실시예에 따른 동과 존의 명칭 전체를 표기한 실시예이다.

도 42는 본 발명의 실시예에 따른 존을 기준으로 시공 요일을 표기한 실시예이다.

도 43은 본 발명의 실시예에 따른 101동 A존의 시공일정을 표기한 실시예이다. 하단을 보면 요일별로 총 6가지 경우를 나타내고 있다.

도 44는 본 발명의 실시예에 따른 101동 B존의 시공일정을 표기한 실시예이다. 하단을 보면 요일별로 총 6가지 경우를 나타내고 있다.

도 45는 본 발명의 실시예에 따른 102동 C존의 시공일정을 표기한 실시예이다.

도 46은 본 발명의 실시예에 따른 102동 D존의 시공일정을 표기한 실시예이다.

도 47은 본 발명의 실시예에 따른 층별 존별 4일 싸이클의 공사일정을 표기한 실시예이다. 경우의 수 1 내지 4가 표시되어 있다. 경우의 수 1번 101동 A존이 12일에 5층을 착수하여 계속 4일 싸이클로 윗층으로 진행하고 있다. 여기서 일요일, 명절, 날씨 등의 비작업일을 제외한 순수작업일(working day, 워킹데이)만을 기준으로 나타낸 예시이다.

다음으로 경우 1에서 두 번째 존인 101동 B존은 두 번째 날인 13일(화)에 5층을 시작한다. C존읜 14일(수)에 5층을 시작하고 D존은 15일(목)에 5층을 시작한다. 따라서 ABCD 4개존은 1일차이로 진행하는 것이 경우 1이다.

경우 2는 ABDC, 경우 3은 ACBD로 진행하는 것을 나타내고 있다.

도 48은 본 발명의 실시예에 따른 도 37의 경우에서 4일차인 콘크리트 타설만을 표기한 것이다.

도 49는 본 발명의 실시예에 따른 층별 존별 4일 싸이클의 공사일정을 표기한 실시예이다. 경우의 수 18 내지 21이 표시되어 있다. 경우 18은 C존이 앞서가고, 경우 19부터는 D존이 가장 앞서가는 경우이다.

도 50은 본 발명의 실시예에 따른 도 49의 경우에서 4일차인 콘크리트 타설만을 표기한 것이다.

도 51은 판상형 아파트 2개동 4개존의 4일 싸이클 공정의 몇 개층 공정의 형틀 및 철근 일별 작업자수 분포의 예시이다. 101동과 102동은 1일차 또는 3일차에 작업자가 균등하게 출역하고 있으며 형틀은 52명, 철근은 28명선이다. 상기 작업자수는 실제 프로젝트를 본 발명의 실시예에 따라 산출한 실제 자료이다.

도 52는 도 51에서 101동과 102동이 1일차이로 진행시의 형틀 및 철근공의 일별 몇 개층 데이터이다.

도 53은 도 52의 데이터를 그래프로 나타낸 것이며 형틀과 철근공이 같이 표시되어 있다.

도 54는 도 52의 데이터 중 형틀공만을 나타낸 것이며 일별 출역인원이 52명 선으로 균등하게 나타나고 있다. 이는 실제 프로젝트에 대한 본 발명의 실시예이다.

도 55는 도 52의 데이터 중 형틀공만을 나타낸 것이며 일별 출역인원이 52명 선으로 균등하게 나타나고 있다. 이는 실제 프로젝트에 대한 본 발명의 실시예이다.

도 56내지 도 57은 판상형 아파트 'ㄱ'자 형태 평면 2개동 골조공사에 있어서 각 동을 2개존으로 분할하여 총 4개존으로 분할한 경우, ABCD존 4개존의 순열 24개에 대하여 층당 4일 싸이클 존별 1일 차이 공정표상에 물량과 인원을 입력하여 산출한 일별 인원 및 분석지표의 일예이다.

24가지 순열 경우의 수 각각에 대하여 일별 인원 분포값과 분석지표 (평균 인원, 피크인원, 최소인원, 최대와 최소인원의 차이 및 합, 진폭(최대인원 나누기 최소인원) 등의 분석지표를 나타내고 있다. 상기 24가지 일별인원과 분석지표를 보고서 공사관계자들이 존별 공사순서를 결정하게 된다.

도 58은 기존 종래의 공법을 판상형 50층 아파트에 적용시 6일 싸이클 공정으로 진행시 층별 형틀공 및 철근공의 작업자수이다. 2개동의 총 인원은 10,975명이다.

도 59는 도 58의 동일한 공사에서 본 발명의 실시예를 적용한 결과이며 층당 4일 공정으로 진행되면 2개동의 총 인원은 9,771명으로서 기존공법에 비해 인원이 적다.

도 60은 다수의 판상형 아파트 공사를 대상으로 기존의 공사방법과 본 발명에 따른 2개동 4개존 4일 싸이클 공정에 따른 소요인원을 시뮬레이션 비교한 실제 결과이다.

본 발명에 따르면 전체 인원에서 약 13%이상이 감소하는 것을 나타내고 있다.

도 61은 본 발명의 적용에 따라 아파트 콘크리트 수량에 따른 작업자수 감소율을 관계를 나타낸 것이다. 13%이상의 총 작업자수 감소효과를 나타냄을 알 수 있다.

또한 본 발명에 따르면 공사구역의 소형화를 통한 반복적이고 연속적인 작업으로 작업생산성을 10%이상 추가로 향상시킬 수 있다. 그리고 층당 2일 정도의 공사기간 단축에 따라 총 3개월 내지 4개월 단축되므로 다른 현장에서 추가로 작업을 할 수 있는 장점에 있다.

따라서 본 발명의 적용에 따르면 30% 이상의 작업자 감소 에 따른 비용효과와 함께 공기단축에 따른 시간효과를 동시에 나타낸다.

이상과 같이 본 발명에서는 판상형 아파트 골조공사에 있어서, 'ㄱ'자 형태 또는 'ㅡ'자 형태를 갖는 경우, 2개층을 짝으로 하여 4개의 존으로 분할하고 24가지 ABCD존 시공순서와 4일 싸이클 공정과 일별 세부 공정을 나타내었다.

본 발명의 목적은 판상형 'ㄱ'자 형태 또는 'ㅡ'자 아파트 기준층 골조공사를 4일 싸이클로 완성하는 것이다. 그 방법은 아파트 공사단위를 소형화하여 공사방법 및 작업자 출역 및 이동의 융통성과 효율성을 높이는 것이다. 또한 평면분할과 순차적 시공에 따른 공사물량의 소형화 및 연속시공 방법을 통해 날씨 및 공휴일 등에 의한 영향을 최소화하고 자재 납품 회사의 상태 및 공사에 투입되는 작업자들의 근무시간 및 사회적 업무 인식 형태에 변화에 따른 적응성과 가변성을 크게 높이는 것이다.

구체적으로는 아파트 2개동을 짝으로 하여 평면을 2개존으로 분할하여 2개동 총 4개존을 구성한다. 4개존의 시공순서는 24가지가 발생하며 그 중 하나 또는 혼합으로 진행하며 존별 1일차이로 진행하는 공사방법을 포함한다.

본 발명에 따른 효과는 골조공사를 작업일 기준 4일 싸이클로 완성하여 공기를 단축되며 작업자의 출역 손실이 최소화되며 소규모 공사의 빠른 반복으로 인한 학습효과 습숙효과를 통해 작업생산성을 크게 높아지며, 골조공사 공기를 단축하고 인력 장비 자재 관리비 금융비용 등의 제반 공사비가 낮아진다.

또한 안정되고 연속적이고 반복적인 작업에 따라 품질 및 안전성이 높아진다.

아파트 골조공사를 업으로 하는 건설기술자들은 본 발명의 목적 및 사상을 기반으로 일부 변형 등을 통해서도 목적과 효과를 달성할 수 있음을 명백히 알 수 있을 것이다.

동일한 일별 작업인원 산출을 위한 공사방법 분석장치(10)
제어부(11)
건축도면 데이터베이스(12)
기준층 평면분할 데이터 베이스(13)
자재 물량 데이터 베이스(14)
작업자의 작업생산성 데이터 베이스(15)
작업자 수 데이터 베이스(16)
작업 휴무일 카렌다 데이터 베이스(17)
공정표 데이터 베이스(18)
공사방법 데이터 베이스(19)
2개동의 4개존 작업순서에 따른 작업자 분포 분석장치(100)
제어부(110)
건축도면 데이터베이스(120)
기준층 평면분할 데이터 베이스(130)
자재 물량 데이터 베이스(140)
작업자의 작업생산성 데이터 베이스(150)
작업자 수 데이터 베이스(160)
공정표 데이터 베이스(170)
존별 작업순서 경우의 수 데이터 베이스(180)
일별 작업자수 분포 및 지표 분석 데이터 베이스(180)

Claims

건축도면, 구조도면, BIM 도면을 저장하는 단게(S10);
1개층을 2개로 분할하되 모양이 각기 다른 경우를 분할하는 단계(S20);
1개층을 3개로 분할하되 분할 모양이 다른 경우를 포함하며, N개층으로 분할하는 단계(S30);
상기 분할된 공구에 대한 자재 물량인 거푸집 면적, 철근톤수, 콘크리트 량을 산출하는 단계(S40);
건물 유형(오피스, 아파트), 부재 유형(기둥, 벽체, 슬라브, 코어, 계단 등)에 따른 작업자의 작업생산성을 분석하는 단계(S50);
자재 물량을 작업생산성으로 나누어 필요한 작업인원을 산출하는 단계(S60);
각각의 공구분할에 따른 공정표를 작성한 후(S70) 공정표상의 각각의 작업에 작업인원을 배정하여 일별 공종별 인원을 산출하는 단계(S80);
2개동의 공정표를 작성한 후 일정차이를 부여하고 일별 인원을 산출하는 단계(S90);
각각의 경우에서의 일별 인원의 최대치와 최소치에 따른 편차를 분석하는 단계(S100);
일별 작업자수의 편차가 적고 동일한 인원이 매일 나오는 경우를 판단하는 단계(S110);
가장 일별 작업자수의 편차가 적고 동일한 인원이 나오는 일수가 많은 공사방법을 결정하는 단계(S120)를 포함하는 최소 출역인원 투입을 위한 건축구조물 공사 공구분할 및 공사 순서 방법
제어부(11), 건축도면 데이터베이스(12), 기준층 평면분할 데이터 베이스(13), 자재 물량 데이터 베이스(14), 작업자의 작업생산성 데이터 베이스(15), 작업자 수 데이터 베이스(16), 작업 휴무일 카렌다 데이터 베이스(17), 공정표 데이터 베이스(18) 및 공사방법 데이터 베이스(19)를 포함하고 상기 제어부는 제1항의 방법을 실행하는 최소 출역인원 투입을 위한 건축구조물 공사 공구분할 및 공사 순서 시스템.
판상형 공동주택(주상복합, 오피스텔) 공사의 다수 동 중 2개동을 짝으로 설정하는 단계(T10);
각 동을 2개의 존(공구)으로 분할하여 총 4개의 존으로 분할(A,B,C,D)하는 단계(T20);
상기 4개 존의 시공순서를 순열로서 24가지 경우의 수를 분석하는 단계(T30);
각각의 경우에 대한 공정표를 작성하는 단계(T40);
공정표에 물량 또는 인원을 배정한 후 일별 작업자수 산출하는 단계(T50);
각 경우의 작업자 소요인원 값과 분석지표값을 산출하는 단계(T60);
상기 지표가 산출되면 어느 경우가 작업자 분포가 가장 균등한지 판단하는 단계(T70);
상기 (T70)단계에서 판단한 결과를 바탕으로 현장의 공사관리자는 최상위 또는 상위에 속하는 경우를 공사방법으로 선택한 후 공사시행하는 단계(T80)를 포함하는 최소 출역인원 투입을 위한 건축구조물 공사 공구분할 및 공사 순서 방법.
제어부(110), 건축도면 데이터베이스(120), 기준층 평면분할 데이터 베이스(130), 자재 물량 데이터 베이스(140), 작업자의 작업생산성 데이터 베이스(150), 작업자 수 데이터 베이스(160), 공정표 데이터 베이스(170), 존별 작업순서 경우의 수 데이터 베이스(180) 및 일별 작업자수 분포 및 지표 분석 데이터 베이스(180)를 포함하고 상기 제어부는 제3항의 방법을 실행하는 최소 출역인원 투입을 위한 건축구조물 공사 공구분할 및 공사 순서 시스템.