매니퓰레이션 시스템 이동에 따른 원격･자동화 거푸집 시스템의 안전성과 사용성 분석
Copyright © 2024 by Korean Society of Steel Construction
초록
원격·자동화 거푸집 시스템은 교각의 시공단계에서 거푸집 시스템과 매니퓰레이션 시스템을 포괄하는 교각 무인화 시공 시스템이다. 매니퓰레이션 시스템은 모바일 이동체와 매니퓰레이터로 구성되어 있으며, 거푸집 시스템 상부 작업공간에서 원형 레일을 따라 이동하면서 사람을 대신하여 철근의 배치 및 이음, 바이브레이팅 작업을 수행한다. 구조물 위에서 이동하중이 작용할 때, 구조물에 진동이 발생하여 구조물의 안전성을 저하할 수 있다. 이에 따라, 매니퓰레이션 시스템이 이동하면서 발생하는 동적 효과가 전체 구조물에 미치는 영향에 대한 검증이 필요하다. 본 연구에서는 MIDAS CIVIL을 활용하여 세 개의 매니퓰레이션이 작동할 때, 이동하중에 대한 시간이력 해석을 진행하여 전체 구조물에 대한 안전성을 평가하고, 매니퓰레이션의 이동속도에 따른 취약 부재의 처짐과 레일의 기울기를 도출하여 사용성을 분석하였다. 원격·자동화 거푸집 시스템은 매니퓰레이션이 이동할 때의 작업환경에 대하여 안전성과 사용성이 확보된다는 결과를 도출했다.
Abstract
The remote automated formwork system is an unmanned construction system for piers that encompasses both formwork and manipulation systems in the construction stage. The manipulation system comprises a mobile platform and a manipulator, which move along circular rails within the upper workspace of the formwork system, performing works such as rebar placement, splicing, and vibrating work in place of human labor. When a moving load is applied to the structure, vibrations may occur, potentially undermining structural safety. Therefore, it is essential to verify the dynamic effects of the manipulation system’s movement on the entire structure. In this study time history analysis of moving loads was conducted using MIDAS CIVIL to assess the structural safety when three manipulation systems are in operation, and additionally deflection of vulnerable components and rail inclination were derived based on the manipulator’s velocity to analyze serviceability. As the result, the remote and automated formwork system ensures both stability and serviceability in the working environment when the manipulation system moves.
Keywords:
Automated construction, Steel structure, Dynamic analysis, Time history analysis, Structural safety, MIDAS CIVIL키워드:
건설 자동화, 강구조물, 동해석, 시간이력 해석, 구조적 안전성, MIDAS CIVILAcknowledgments
본 연구는 국토교통부/국토교통과학기술진흥원이 시행하고 한국도로공사가 총괄하는 “스마트건설기술개발 국가 R&D 사업(RS-2020-KA157074)”의 지원으로 수행되었습니다. 이에 감사드립니다.
References
- Shim, C., Lee, S., and Sim, S. (2020) Smart Construction Technologies for Roadway Structures, The Magazine of the Korean Society of Civil Engineers, KSCE, Vol.68, No.8, pp.36–43 (in Korean).
- Lee, S. (2021) Development and Application of Robotic Construction, The Magazine of the Korean Society of Civil Engineers, KSCE, Vol.69, No.4, pp.34–42 (in Korean).
- Choi, D.H., Yoon, H.J., Lee, H.J., Lee, J.H., Shim, S.H., and Kim, S.H. (2024) An Analysis of Structural Behaviors of Unmanned Smart Form System for Piers to Moving Loads, Proceedings of Annual Conference of Korean Society of Steel Construction, KSSC, pp.29–30 (in Korean)
-
Choi, D.-H., Lee, S.H., and Lee, H.J. (2022) Structural Safety of Unmanned Smart Form System for Piers, Journal of Korean Society of Steel Construction, KSSC, Vol.34, No.6, pp.411–418 (in Korean).
[https://doi.org/10.7781/kjoss.2022.34.6.411]
- MIDAS Information Technology (2023) Civil 2023 v1.1, MIDAS IT (in Korean).
-
Choi, D.-H., Lee, H.J., and Ma, C.Y. (2023) Dynamic Analysis of Curved Beams with Moving Load Using MIDAS, Journal of Korean Society of Steel Construction, KSSC, Vol.35, No.6, pp.417–425 (in Korean).
[https://doi.org/10.7781/kjoss.2023.35.6.417]
-
Yang, Y.-B., Wu, C.-M., and Yau, J.-D. (2001) Dynamic Response of a Horizontally Curved Beam Subjected to Vertical and Horizontal Moving Loads, Journal of Sound and Vibration, Elsevier, Vol.242, No.3, pp.519–537.
[https://doi.org/10.1006/jsvi.2000.3355]
- Lee, S. (2021) Development of Remote and Automated Construction Technologies for Road Structure, Stage Report, Korea Institute of Civil Engineering and Building Technology (in Korean).
- Korean Institute of Bridge and Structural Engineers (2021) Bridge Design Standard, KDS 24 12 11 : 2021, Ministry of Land, Infrastructure and Transport (in Korean).
- Korea Rail Network Authority (2018) Bridge Design Standard , KDS 24 17 10 : 2018, Ministry of Land, Infrastructure and Transport (in Korean).