아파트 재건축을 위해 발파해체공법을 이용하여 실시한 5층 아파트 9개동의 시공사례를 중심으로 국내 아파트 발파해체에 따른 경제적 공법의 제시와 시공되어진 해체구조물의 현황과 공법, 사전처리 공법등을 소개하고 또한, 지상구조물이 아닌 지하구조물의 해체를 위한 콘크리트의 부분 발파사례를 통하여 해체 분야의 발전 방안을 고찰하였다.
최근 노후화와 기능적 요건을 만족하지 못하여 불용하는 스틸 셸 구조물의 해체 수요가 증가하면서 스틸셸 구조물 해체에 대한 관심이 부각되고 있다. 본 시공사례는 구조적 노후화와 기능적 요건을 충족하지 못하는 스틸 셸 구조물인 굴뚝과 수조의 해체에 발파해체공법 중 전도공법을 적용하였다. 발파해체 결과, 스틸 굴뚝과 스틸 수조는 예측된 방향으로 정확히 전도되었으며, 주변 시설물에 피해 없이 발파해체를 완료하였다.
구조물 발파해체시 발생하는 지반진동은 발파진동과 붕괴되는 구조물의 낙하에 의한 충격진동으로 구별되어 나타난다. 본 연구에서는 모형 구조물에 장전층을 달리하여 붕괴시켰다. 이때 발생하는 지반진동을 발파진동과 충격진동으로 구별하여 각 방향별 파형 및 주주파수를 분석하고 장전층의 변화에 따른 진동의 특성을 비교하였다.
최근에는 구조적 노후화 및 기능적 요건을 만족하지 못하여 해체되는 산업구조물의 수요가 증가하고 있으며, 해체과정에서 발생되는 시간적, 공간적 환경위해요소를 최소화하기 위해 발파해체공법의 적용이 증가하고 있다. 본 시공 사례는 구조적 노후화와 기능적 요건을 충족하지 못하는 대단면 철근콘크리트 특수구조물인 Crusher & Screen 구조물의 발파해체를 기술하였다. 대단면 철근콘크리트 부재에 대한 다양한 사전취약화 및 발파패턴을 적용하였으며 발파진동 및 충격진동을 감소시키기 위해 동일한 기둥 내에서의 발파시차 및 발파구역간의 발파시차를 설정하였다. 대단면 철근콘크리트 특수구조물의 해체에 발파해체공법을 적용함으로써 주변 시설물에 대한 피해없이 안전하고 효율적으로 해체가 완료되었다.
구조물의 비선형 적인 대변위 붕괴거동을 해석하기 위해 다양한 수치 해석에 대한 연구가 진행되어 왔다. 본 연구에서는 새로운 수치해석 기법인 Applied Element Method (AEM)를 이용하여 철근 콘크리트 모형 구조물의 발파해체 붕괴거동을 모사하였다. 보형 구조물의 발파해체 붕괴거동과 수치해석으로 모사된 구조물의 붕괴거동을 X 방향(수평방향)의 변위와 Z 방향(수직방향)의 변위에 대해 비교한 결과, 수치해석에서 모사된 구조물의 붕괴거동은 실제 모형 구조물은 붕괴거동을 사실적으로 모사할 수 있음을 확인하였다.
발파해체는 다른 해체방법과는 달리 실패에 따라 발생할 수 있는 인적 물적 자원의 손실이 매우 크기 때문에, 이를 사전에 예측 방지 할 수 있는 수치해석을 이용한 시뮬레이션 개발이 필수적이라 할 수 있다. 본 연구에서는 기둥 보 접합부의 특성구현 및 철근과 콘크리트의 강도 구현 등에 관하여 유한 요소법에 바탕을 둔 상용코드인 LS-DYNA를 이용하여, 실제 발파대상 구조물이 가지고 있는 복잡한 철근 배근을 단순화하여 고려하는 기법을 제안 하였으며, 또한 본 연구에서 제안한 기법을 이용하여 축소모형 실험 및 실제 구조물의 발파해체의 모사를 통해 검증하였다.
Due to urban regeneration projects or changes in the living environment, there is an increasing need to demolish old buildings that have lost their functions. Demolition of above ground and underground structures is an important construction project that greatly affects the construction period and safety of the entire process. However, it is difficult for the safety officer to manage the demolition work due to the lack of specific and diverse data applicable to the site of the demolition plan. Therefore, in this study, items that need to be improved in structural safety when the above-ground and underground structures are demolished are reviewed and organized. For the main contents of structural safety management in demolition work, 1) structural review reflecting the order of demolition work, 2) installation and dismantling of steel pipe scaffolding and dust nets, 3) installation and dismantling of system scaffolding, 4) installation and dismantling of fall prevention nets, 5) jack support Installation and dismantling, 6) movement of equipment, movement and planning between floors, 7) equipment for demolition of structures, height of remnants, 8) site cleanup, and 9) equipment operators were categorized and arranged.
구조물의 해체 대상이 철근 콘크리트에서부터 강구조물에 이르기까지 다양화되고 있다. 이러한 강 구조물의 해체는 최근 국내에서도 증가추세이다. 강 구조물을 해체하는데 이용되는 가소성 성형 폭약의 경우 그 대부분이 외국에서 수입되는 실정이다. 따라서 본 연구에서는 가소성 성형폭약의 국산 개발을 위해 최적 설계 변수설정을 위한 연구를 수행하였는데 그 주요 결과는 다음과 같다. 라이너 재질로는 알루미늄이나 납보다는 구리가 우수하고 그 굽힘각도는 45$^{\circ}$, 60$^{\circ}$, 120$^{\circ}$보다 90$^{\circ}$일 때 가장 좋은 결과를 얻을 수 있었다. 이외에도 폭약량에 따른 라이너의 두께, 최적이격거리등을 검토하였으며 폭약 및 라이너는 가소화시켜 해체 대상 강 구조물의 형태에 따라 결합력을 증대시키는 것이 효과적이다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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