KR20230090722A - 동바리 설계 및 해석 방법 - Google Patents

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지성갑
황윤하
양승조
홍기현
강경신
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지성갑
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Abstract

본 발명의 목적은, 동바리 설계 및 해석을 동시에 제공할 수 있는, 동바리 설계 및 해석 방법을 제공하는 것이며, 이를 위해, 본 발명에 따른 동바리 설계 및 해석 방법은, 사용자에 의해 입력된 설계 데이터를 이용하여 동바리를 설계하는 단계; 및 설계된 동바리를 해석하는 단계를 포함하고, 상기 동바리를 해석하는 단계는, 상기 설계 데이터 및 기본 데이터를 이용하여, 상기 설계된 동바리의 변위 변형정도 및 상기 설계된 동바리의 부재력과 관련된 정보를 제공하며, 상기 기본 데이터에는 풍하중 지역 데이터, 사용재료 데이터 및 거푸짐 변형 기준 중 적어도 하나가 포함된다.

Description

동바리 설계 및 해석 방법{Method Of Designing And Interpreting A Puncheon}
본 발명은 동바리를 설계하고 해석하는 방법에 관한 것이다.
동바리는 공사중의 중량물을 일시적으로 지지하기 위한 가설물을 의미한다.
건축 및 토목구조물의 대형화, 고층화에 따라 건설공사의 난이도가 높아지는 현실 속에서, 숙련된 기능 인력부족과 기능공의 고령화 등으로 위험요인은 증가하고 있는 실정이다.
타 공정에 비해 동바리를 설치하는 공정은 시공 중 붕괴 및 도괴 사고에 따른 대형재해와 근로자 사망 등 인적피해 및 경제적 손실을 야기 시킬 가능성이 매우 큰 공정이다.
동바리 붕괴는 시스템의 설계와 시공의 오류로 인해 발생될 수 있다.
특히, 동바리 설계 시 오류에 의해 동바리가 붕괴될 수 있으며, 그 원인은 다음과 같다.
예를 들어, 거푸집동바리 구조검토 시 하중조합에 의한 해석이 미실시되거나, 구조검토 시 일부 설계하중에 대한 검토가 이루어지지 않거나, 좌굴안전성 검토 시 좌굴길이를 적용함에 있어서 오류가 발생되거나, 보 거푸집 및 Foam tie에 대한 안전성이 검토되지 않는 경우, 동바리 붕괴 사고가 발생될 수 있다.
상기 요인들 중, 구조해석 실시를 생략하는 이유와, 조립도 불이행 시 안전성을 파악하지 못한 채 임의 조립을 수행하여 위험 부담을 가지는 이유는, 해석을 수행하기 위한 전문성 부족과 재설계에 따른 공기 증가 때문으로 판단된다.
따라서, 손쉽고 신속하게 동바리를 설계하고 해석하는 방법이 제안된다면 동바리 붕괴 사고가 방지될 수 있다고 보여진다.
그러나, 종래에는 동바리 설계 및 해석을 동시에 제공하는 방법이 제공되지 못하고 있다.
상술한 문제점을 해결하기 위해 제안된 본 발명의 목적은, 동바리 설계 및 해석을 동시에 제공할 수 있는, 동바리 설계 및 해석 방법을 제공하는 것이다.
상술한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 동바리 설계 및 해석 방법은, 사용자에 의해 입력된 설계 데이터를 이용하여 동바리를 설계하는 단계; 및 설계된 동바리를 해석하는 단계를 포함하고, 상기 동바리를 해석하는 단계는, 상기 설계 데이터 및 기본 데이터를 이용하여, 상기 설계된 동바리의 변위 변형정도 및 상기 설계된 동바리의 부재력과 관련된 정보를 제공하며, 상기 기본 데이터에는 풍하중 지역 데이터, 사용재료 데이터 및 거푸짐 변형 기준 중 적어도 하나가 포함된다.
본 발명에 의하면, 동바리 설계와 해석이 동시에 수행될 수 있기 때문에, 작업자의 업무효율이 증가될 수 있으며, 건설비용이 감소될 수 있다.
또한, 현장 시공 업무를 담당하는 작업자가 건설 초기 단계에 현장상황을 고려하여 부득이 하게 부재의 간격을 수정해야 하는 경우, 안전성 확보 유무가 손쉽게 판단될 수 있다. 이에 따라, 붕괴 유발 요인이 최소화될 수 있다.
본 발명에 의하면, 동바리 모델링 및 해석 수행에 소요되는 시간이 감소될 수 있으며, 설계변경에 따른 재해석과 설계의 이중적인 업무 절차가 일원화될 수 있다. 이에 따라, 업무 효율성이 향상될 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 동바리 설계 및 해석 방법이 제공되는 시스템을 나타낸 예시도이다.
도 2는 본 발명에 따른 동바리 설계 및 해석 방법이 제공되는 사용자 단말기의 구성을 나타낸 예시도이다.
도 3은 본 발명에 따른 동바리 설계 및 해석 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 4 내지 도 15는 본 발명에 따른 동바리 설계 및 해석 방법을 설명하기 위한 예시도들이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예에 대해 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 동바리 설계 및 해석 방법이 제공되는 시스템을 나타낸 예시도이며, 도 2는 본 발명에 따른 동바리 설계 및 해석 방법이 제공되는 사용자 단말기의 구성을 나타낸 예시도이다.
본 발명에 따른 동바리 설계 및 해석 방법이 제공되는 시스템은 도 1에 도시된 바와 같이, 동바리를 설계하고 해석하는 사용자에 의해 사용자 단말기(20), 사용자 단말기에서 생성된 동바리 설계 및 해석 정보를 저장하며, 동바리 설계 및 해석에 필요한 정보를 저장하는 서버(10) 및 서버에 저장되어 있는 동바리 설계 및 해석 정보를 열람하고자 하는 시공자에 의해 이용되는 시공자 단말기(30)를 포함한다.
사용자 단말기(20) 및 시공자 단말기(30)는 개인용 컴퓨터(PC), 노트북, 테블릿 PC 및 스마트폰과 같은 다양한 종류의 전자 장치가 될 수 있다.
예를 들어, 사용자 단말기(20)는 도 2에 도시된 바와 같이, 서버(10) 및 시공자 단말기(30)와 통신을 수행하기 위한 통신부(21), 각종 정보를 입력받기 위한 입력부(23), 각종 정보를 출력하기 위한 출력부(24), 각종 정보를 저장하기 위한 저장부(25) 및 상기 구성들을 제어하기 위한 제어부(22)를 포함한다.
서버(20)는 네트워크 통신을 위해 현재 이용되고 있는 다양한 종류의 서버들 중 하나가 될 수 있다.
도 3은 본 발명에 따른 동바리 설계 및 해석 방법을 나타낸 흐름도이며, 도 4 내지 도 15는 본 발명에 따른 동바리 설계 및 해석 방법을 설명하기 위한 예시도들이다. 특히, 도 4 내지 도 15는 사용자 단말기(20)에서 출력되는 화면들을 나타낸다.
본 발명의 주요 기능들은 다음과 같다.
우선, 본 발명은 프로젝트(건축물)의 기본 정보 입력 시 지역 선택을 통해 설계 풍하중을 자동으로 산정할 수 있다.
다음, 본 발명은 프로젝트(건축물) 내 생성 구획을 트리로 목록화 함으로써 각 구획별 관리체계를 구축할 수 있다.
다음, 본 발명은 입력창을 통해 생성된 구획에 필요한 슬라브, 보, 보측벽에 대한 설계변수를 사용자가 자유롭게 변경하도록 할 수 있다.
다음, 본 발명은 설계변수 변경에 따른 검토 결과를 실시간으로 제공할 수 있다.
다음, 본 발명은 결과 미리보기와 모델보기 기능을 제공할 수 있다. 따라서, 사용자는 치수 변경에 따른 형상을 신속하게 확인할 수 있으며(모델보기), 결과검토(결과 미리보기)를 자신의 선택에 따라 확인할 수 있다.
다음, 본 발명은 구조기준에 따른 부재별 경계조건을 적용한 전체 구조물 해석모델을 자동으로 생성할 수 있다.
다음, 본 발명은 생성된 해석모델의 해석 및 각 방향별 변위, 부재력 검토결과를 시각적으로 제공할 수 있다. 따라서, 사용자는 해당 정보를 사용자 단말기를 통해 눈으로 직접 확인할 수 있다.
다음, 본 발명은 구획에 사용된 자재들에 대한 물량을 자동으로 산출할 수 있다.
다음, 본 발명은 전체 구조검토 문서를 인쇄물로 제공할 수 있다.
마지막으로, 본 발명은 설계 형상을 캐드파일로 변환(Export to dwg)할 수 있다.
본 발명에 따른 동바리 설계 및 해석 방법은, 도 3에 도시된 바와 같이, 동바리를 설계하는 단계(302) 및 동바리를 해석하는 단계(304)를 제공할 수 있다. 이하에서는, 도 1 내지 도 15를 참조하여 본 발명에 따른 동바리 설계 및 해석 방법이 상세히 설명된다.
첫째, 동바리를 설계하는 단계(302)는 다음과 같다.
우선, 사용자는 도 4에 도시된 바와 같은 화면을 통해, 새로운 프로젝트(건축물), 즉, 새로운 동바리 설계와 관련된 정보들을 입력할 수 있다. ,
예를 들어, 사용자는 입력부를 통해, 새로운 프로젝트(건축물)의 현장명, 지역, 작업일자 등의 기본정보를 입력하여 신규 건축물에 대한 루트 프로젝트를 설정할 수 있다.
다음, 사용자는 도 5에 도시된 바와 같은 화면을 통해, 프로젝트(동바리 설계)에 사용될 가설재 종류를 선택할 수 있다. 파이프 서포트가 선택된 경우, 사용자는 파이프 서포트가 적용될 구획정보를 입력할 수 있고, 구획에 적용된 부재들을 고려하여 슬래브+보, 슬래브, 보 중 어느 하나를 선택할 수 있다.
사용자는 설치위치, 층고, 슬라브두께, 규격 등 구획정보를 입력하여 새 구획을 생성할 수 있다.
즉, 사용자는 동바리 공사에 사용될 가설재 종류를 선택할 수 있고, 슬래브 및 보를 설계할지, 슬래브만을 설계할지, 아니면 보만을 설계할지를 선택할 수 있고, 동바리가 설치될 층들을 구분할 수 있으며, 동바리 설계에 필요한 각종 정보들을 입력할 수 있다.
다음, 사용자는 도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명에 의해 제공되는 각종 메뉴들을 이용하여, 동바리 설계에 필요한 각종 설계 데이터들을 입력할 수 있다.
예를 들어, 사용자는 슬라브의 두께, 층고, 사용될 재료, 장선 간격, 멍애 간격, 지주 간격 등에 대한 설계 데이터들을 입력할 수 있다.
사용자는 슬라브, 보, 보측벽 메뉴를 통해 각 설계데이터 변경창을 활성화 한 후 텍스트 입력상자와 선택상자를 통해 설계 데이터를 입력 및 변경할 수 있다.
즉, 사용자는 설계될 슬라브, 보, 보측벽 각각에 대한 설계 데이터를 입력할 수 있다.
이 경우, 풍하중 및 수평하중은 저장부(25) 또는 서버(10)에 저장되어 있는 데이터 베이스를 이용하여 자동으로 산정될 수 있다. 그러나, 사용자는 필요한 경우, 풍하중 및 수평하중 정보를 직접 입력할 수도 있다.
다음, 사용자는 설계 데이터를 입력하거나 변경한 경우, 결과 미리보기 메뉴를 통해, 실시간으로 반영되는 동바리 설계 결과를 확인할 수 있다.
예를 들어, 사용자는 도 6에 도시된 화면의 좌측에 도시된 바와 같은 입력창을 통해 설계 데이터들을 입력할 수 있으며, 사용자가 본 발명에서 제공되는 결과 미리보기 메뉴를 선택하면, 도 6에 도시된 화면의 우측에 도시된 바와 같은 미리보기 창이 출력될 수 있다.
따라서, 사용자는 자신이 입력한 설계 데이터들이 실시간으로 반영된 최종적인 설계 결과를 미리 확인할 수 있다.
여기서, 설계 결과에는 휨 검토 결과, 처짐 검토 결과 및 전단 검토 결과 등이 포함될 수 있다.
즉, 본 발명은 단순히 설계 데이터에 대한 정보만을 제공하는 것이 아니라, 설계 데이터에 의해 실제로 동바리가 시공될 경우의, 동바리의 휨 또는 처짐과 같은 결과를 제공할 수 있다.
예를 들어, 사용자가 설계 데이터를 입력한 후, 결과 미리보기 메뉴를 선택하면, 제어부(22)는 입력된 설계 데이터 및 도 13 내지 도 14에 도시된 바와 같은 기본 데이터들을 이용하여, 실제로 동바리가 시공될 경우의, 동바리 휨 또는 처짐 여부에 대한 정보를 제공할 수 있다.
이를 위해, 서버(10) 또는 저장부(25)에는, 도 13 내지 도 14에 도시된 바와 같이, 풍하중 지역 데이터, 사용재료 데이터 및 거푸짐 변형 기준과 관련된 기본 데이터들이 저장될 수 있다.
이 경우, 제어부(22)는 사용자에 의해 입력된 설계 데이터 및 도 13 내지 도 14에 도시된 바와 같은 기본 데이터들을 이용하여, 실제로 동바리가 시공될 경우의 동바리 휨 여부를 판단할 수 있다. 판단결과, 동바리 휨이 발생되지 않는 경우, 제어부(22)는 OK 정보를 출력할 수 있으며, 동바리 휨이 발생된다고 판단되는 경우에는 NG(No Good) 정보를 출력할 수 있다. 특히, 제어부는 NG 정보와 함께 NG와 관련된 구체적인 정보들을 제공할 수 있다.
따라서, 사용자는 OK 정보 또는 NG 정보를 이용하여, 설계 데이터를 자유롭게 변경할 수 있다.
마지막으로, 본 발명은 모델보기 메뉴를 통해 도 7에 도시된 바와 같은 화면을 제공할 수 있다.
즉, 사용자에 의해 입력된 설계 데이터를 이용하여, 제어부(22)는 동바리가 실제로 시공된 경우의 모습(모델)을 도 7에 도시된 바와 같이 제공할 수 있다.
이 경우, 사용자에 의해 설계 데이터, 예를 들어, 장선의 간격 또는 멍애의 간격 또는 지주의 간격이 수정되면, 제어부(22)는 수정된 설계 데이터를 반영한 모델을 실시간으로 변경하여 제공할 수 있다.
예를 들어, 지주의 간격이 수정되면, 도 7에 도시된 화면의 우측에 도시된 모델에서, 지주의 간격이 실시간으로 수정되어 표시될 수 있다.
이 경우, 제어부는 도 7에 도시된 바와 같은 3차원(3D) 모델을 제공할 수 있으며, 사용자에 의해 Front, Right, Top에서의 형상 확인을 위한 메뉴가 선택되면, 도 8에 도시된 바와 같은 2차원 모델을 제공할 수도 있다. 예를 들어, 도 8에는 도 7에 도시된 3차원 모델의 정면(Front) 모델이 도시되어 있다.
즉, 동바리 설계 결과는 3차원 모델 또는 2차원 모델로 제공될 수 있으며, 특히, 2차원 모델은 설계된 동바리의 Front, Right, Top 중 어느 하나의 형상이 될 수 있다.
따라서, 사용자는 3차원 모델 또는 2차원 모델을 눈으로 확인한 후, 설계 데이터를 변경하여, 최종적으로 원하는 동바리를 설계할 수 있다.
둘째, 동바리를 해석하는 단계(304)는 다음과 같다.
상기에서 설명된 바와 같이, 제어부는 사용자에 의해 직접 입력된 설계 데이터뿐만 아니라, 도 13 내지 도 14에 도시된 바와 같은, 풍하중 지역 데이터, 사용재료 데이터 및 거푸짐 변형 기준과 관련된 기본 데이터를 이용하여, 설계의 적합성 여부를 사용자에게 미리 확인시킬 수 있다.
이러한 적합성 여부는 도 6을 참조하여 설명된 바와 같은 결과 미리보기를 통해 문서 형태로 제공될 수 있으나, 도 9 및 도 10에 도시된 바와 같이, 보다 더 구체적인 이미지 형태로 제공될 수도 있다.
예를 들어, 제어부(22)는 설계 데이터 및 기본 데이터를 이용한 해석을 수행하여, 도 8에 도시된 바와 같은 변위검토 결과물을 제공할 수 있다.
즉, 제어부(22)는 설계 데이터 및 기본 데이터를 이용한 해석을 통해, X축, Y축, Z축 및 XYZ축 각각에서의 설계된 동바리의 변위 변형정도를 도 9에 도시된 바와 같은 이미지 형태로 제공할 수 있다.
또한, 제어부(22)는 설계 데이터 및 기본 데이터를 이용한 해석을 통해, Axial Force, Shear-y, Shear-z, Moment-y, Moment-z 각각에서의 설계된 동바리의 부재력과 관련된 정보를 도 10에 도시된 바와 같은 이미지 형태로 제공할 수 있다.
이러한 해석을 통해, 동바리가 실제로 시공될 때, 다양한 사고들이 방지될 수 있다.
또한, 사용자는 해석 결과를 이용하여, 설계 데이터를 자유롭게 변경할 수 있으며, 변경된 설계 데이터에 의한 해석 결과를 다시 확인할 수 있다.
즉, 본 발명에 의하면 사용자는 설계 데이터를 이용하여 해석 결과를 제공받을 수 있으며, 제공된 해석 결과를 이용하여 다시 설계 데이터를 다양하게 변경할 수 있다.
따라서, 본 발명에 의하면, 보다 더 안전한 동바리가 설계될 수 있다.
셋째, 본 발명은 상기한 바와 같은 설계 및 해석 이외에도 다양한 정보들을 제공할 수 있다.
즉, 제어부(22)는 상기한 바와 같은 설계 및 해석 결과를 이용하여, 도 11에 도시된 바와 같이, 실제의 동바리 시공시 필요한 자재들의 물량을 산출하여 제공할 수 있다.
또한, 제어부(22)는 도 12에 도시된 바와 같이, 동바리 설계 및 해석과 관련된 최종 결과물을 문서 형태로 제공할 수도 있다.
또한, 상기한 바와 같은 동바리 설계 및 해석 결과는 서버(10)에 저장될 수 있으며, 상기 결과를 이용하여 실제로 동바리를 시공하고자 하는 시공자는 자신이 이용하는 시공자 단말기(30)를 통해 서버(10)에 접속하여 서버(10)에 저장된 동바리 설계 및 해석 결과를 확인할 수 있다.
본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.　 그러므로, 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
10: 서버 20: 사용자 단말기
30: 시공자 단말기

Claims (4)

  1. 사용자에 의해 입력된 설계 데이터를 이용하여 동바리를 설계하는 단계; 및
    설계된 동바리를 해석하는 단계를 포함하고,
    상기 동바리를 해석하는 단계는, 상기 설계 데이터 및 기본 데이터를 이용하여, 상기 설계된 동바리의 변위 변형정도 및 상기 설계된 동바리의 부재력과 관련된 정보를 제공하며,
    상기 기본 데이터에는 풍하중 지역 데이터, 사용재료 데이터 및 거푸짐 변형 기준 중 적어도 하나가 포함되는 동바리 설계 및 해석 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 동바리를 설계하는 단계는,
    동바리 설계와 관련된 현장명, 지역, 작업일자 중 적어도 하나를 입력받아 저장하는 단계;
    동바리 설계에 사용될 가설재 종류를 입력받는 단계;
    동바리 설계에 필요한 설계 데이터들을 입력받는 단계; 및
    상기 설계 데이터들이 반영된 동바리 설계 결과를 제공하는 단계를 포함하며,
    상기 설계 데이터들은 슬라브의 두께, 층고, 사용될 재료, 장선 간격, 멍애 간격, 지주 간격 중 적어도 하나를 포함하는 동바리 설계 및 해석 방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 설계 결과는 3차원 모델 또는 2차원 모델로 제공되며,
    상기 2차원 모델은 상기 설계된 동바리의 Front, Right, Top 중 어느 하나의 형상인 동바리 설계 및 해석 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어부는 X축, Y축, Z축 및 XYZ축 중 적어도 하나에서의 상기 설계된 동바리의 상기 변위 변형정도를 이미지 형태로 제공하며,
    상기 제어부는 Axial Force, Shear-y, Shear-z, Moment-y, Moment-z 중 적어도 하나에서의 상기 설계된 동바리의 상기 부재력과 관련된 정보를 이미지 형태로 제공하는 동바리 설계 및 해석 방법.



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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR102673898B1 (ko) * 2023-07-12 2024-06-07 최재호 Dwg 도면 작성 방법 및 프로그램

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KR102673898B1 (ko) * 2023-07-12 2024-06-07 최재호 Dwg 도면 작성 방법 및 프로그램

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