거푸집 동바리의 구조설계 - 하중계산

건설기술 진흥법 시행령(제101조의2(가설구조물의 구조적 안전성 확인))에서는 작업발판 일체형 거푸집 또는 높이가 5m 이상인 거푸집 및 동바리에 대해 구조기술사의 확인을 받도록 규정하고 있습니다. 

 

여기서는 거푸집 및 동바리 설계기준 KDS 21 50 00 :2022에 따라 거푸집 및 동바리의 구조계산을 할 때 고려해야 하는 하중에 대해 살펴보겠습니다. 고려해야 하는 하중을 나누어 보면 대략 다음과 같습니다.

 

• 고정하중
• 활하중
• 수평하중
• 풍하중
• 특수하중
• 측압(타설 측압)

 

 

 

고정하중

고정하중은 거푸집이 지지해야 할 철근근콘크리트의 중량과 콘크리트 이외의 거푸집, 장성, 멍에 등의 중량을 말합니다.

 

 

철근콘크리트의 중량은 철근콘크리트의 일반적인 비중을 그대로 적용해서 24kN/m²을 반영합니다. 기타 제1종 경량골재 콘크리트 20 kN/㎥ 그리고 2종 경량골재 콘크리트 17 kN/㎥을 적용합니다.
철근콘크리트 이외에 거푸집, 장선, 멍에 등의 중량은 최소 0.4 kN/㎡ 이상을 적용하도록 규정하고 있으며, 특수한 경우를 제외하고 0.4∼0.5kN/m² 정도를 적용합니다. 

활하중

활하중은 콘크리트를 타설할 때 작업자나 장비 등에 의해 발생하는 작업하중으로 다음과 같은 항목들이 해당됩니다. 

 

• 작업자 및 타설도구의 중향
• 타설 전 적재되는 자재의 중량
• 타설 중 부분적인 콘크리트의 쌓임
• 타설용 전통카트의 중량
  
  

활하중은 일반적인 경우와 타설용 전통카트를 사용하는 경우 등으로 구분해 볼 수 있습니다.

• 일반적인 경우 : 수평투영면적(연직방향으로 투영시킨 수평면적)당 최소 2.5 kN/㎡ 이상으로
• 전동식 카트 장비를 이용하여 콘크리트를 타설할 경우 : 3.75 kN/㎡. 단, 콘크리트 분배기 등의 특수 장비를 이용할 경우에는 실제 장비하중을 적용합니다.

여기서 고정하중과 활하중을 합한 연직하중은 슬래브두께에 관계없이 최소 5.0 kN/㎡ 이상, 전동식 카트를 사용할 경우에는 최소 6.25 kN/㎡ 이상이 되도록 규정하고 있습니다.

수평하중

수평하중은 콘크리트의 부어넣기, 인장케이블(턴버클의 장력)의 경사지지, 각종 타설장비의 작동 및 정지, 풍하중에 의해 발생하며 동부리 구조물의 안정성 측면에서 매우 중요하기 때문에 최소 수평하중의 규모를 정하고 있습니다.  

콘크리트 표준시방서어서는 동바리에 작용하는 수평하중으로는 고정하중의 2% 이상 또는 동바리 상단의 수평방향 단위 길이 당 1.5 kN/m 이상 중에서 큰 쪽의 하중이 동바리 머리 부분에 수평방향으로 작용하는 것으로 가정하여 가새설치 여부를 검토하도록 규정하고 있습니다. 

풍하중

풍하중은 풍속의 규모면에서 작업이 가능한 규모의 작업환경을 고려한 바람의 세기를 고려합니다. 일반적인 건축물에서 태풍을 상정하는 경우와는 다르게 적용합니다. 

기타 특수하중

• 특수하중이 발생하는 것으로 생각할 수 있는 요소는 다음과 같은 것이 있습니다.
• 기초 침하, 탄성변위(camber)
• 조립 불안정성, 부정확성, 수직도 오차
• 타설장비의 작동 충격, 자재 적치, 비대칭 타설 등 작업 중 발생할 수 있는 특수하중
  
  

콘크리트 측압

콘크리트 표준시방서에서는 벽체 거푸집의 경우에 거푸집 측면에 대하여 0.5kN/㎡ 이상의 수평방향 하중이 작용하는 것으로 볼 수 있다고 규정하고 있습니다. 

 

거푸집과 관련된 내용은 다음 글을 참고하시기 바랍니다.

■ 콘크리트 거푸집용 합판

■ 유로폼(강제틀 합판 거푸집) 규격

■ 합성고분자플라스틱 거푸집 - 콘판넬

■ 거푸집공사 - 수평목(네모도)

■ 거푸집의 존치기간

 

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