Decision Making Model using Multiple Matrix Analysis for Optimum Construction Method Selection

(1)

J. Korea Inst. Build. Constr. Vol. 16, No. 4 : 331-339 / Aug, 2016

http://dx.doi.org/10.5345/JKIBC.2016.16.4.331 www.jkibc.org

다중 매트릭스 분석 기법을 이용한 최적 건축공법 선정 의사결정지원 모델

이 종 식¹⁾ 임 명 관^*

Lee, Jong-Sik Lim Myung-Kwan^*

Department of Architectural Engineering, Songwon University, Nam-gu, Gwangju, Korea, 61756, Korea

Abstract

According to high-rise, complexation, and enlargement of buildings, various construction methods are being developed, and the significance of construction method selection about main work types has emerged as a major interest. However, it has been pointed out that hand-on workers cannot consider project characteristics carefully, and they lack an objective standard or reference for main construction method selection. Hence, the selection is being made depending on hand-on workers' experience and intuition. To solve this problem, various studies have proceeded for construction method selection of main work types using Artificial Intelligence like Fuzzy, AHP and Case-based reasoning. It is difficult to apply many different kinds of construction method selection to every main work type with consideration for characteristics of work types and condition of a construction site when selecting construction method in the field. Accordingly, this study proposed the decision-making model which can apply to fields easily. Using matrix analysis and liner transformation, this study verified consistency of study models applied in the process of soil retaining selection with a case study.

Keywords : construction method, goodness of fit, numerical model, decision making

1. 서 론

1.1 연구배경 및 목적

최근 다양한 건축 공법의 개발로 인해 적용 가능한 공법 이 늘어나고 있어 주요 공종에 대한 공법 선정의 중요성이 대두되고 있다. 건축 프로젝트의 원활한 수행과 성공을 위 해 프로젝트의 기획 설계단계에서 합리적인 공법을 선택하 는 것은 프로젝트를 성공적으로 수행하기 위한 중요한 요소 중 하나이다[1].

Received : May 3, 2016

Revision received : June 7, 2016 Accepted : June 13, 2016

* Corresponding author : Lim, Myung-Kwan

[Tel: 82-62-360-5974, E-mail: [email protected]]

하지만 공법 선정 시 프로젝트의 특성을 충분히 고려하 지 못하고 있고, 공법 선정을 위한 객관적 기준이나 자료 또한 부족하여, 실무자의 경험과 직관에 의존하여 공법 선 정이 이루어지고 있는 점이 문제점으로 지적되어 왔다[2].

이는 공법 변경, 안전사고, 품질 저하, 공사비용 및 공사기 간의 증가 원인이 되고 있다. 또한 현장 여건을 충분히 고려 하지 않고 선정된 공법은 소음, 분진 등으로 인한 민원의 원인이 되고 있다.

따라서 공사계획단계에서 프로젝트에 영향을 미치는 요 소들을 분석하여 가장 적합한 공법을 선정하는 방안이 요구 된다. 본 연구에서는 공사계획단계에서 프로젝트의 제약조 건과 안전성, 경제성을 종합·분석하여 주요 공종에 대한 공법 선정 시 실무자의 의사결정을 지원하는 수리적 모델을 제시하였다.

(2)

1.2 연구범위 및 방법

본 연구는 공사 계획단계에서 주요 공종에 대한 공법선 정 시 의사결정을 지원하는 수리적 모델을 제안하는 것을 연구의 범위로 하였으며, 본 연구는 다음 절차와 방법으로 수행하였다.

1) 공사 계획 단계에서의 현행 공법 선정 방법의 문제점 과 개선을 위한 선행 연구를 고찰하였다.

2) 최적 공법 선정 시 고려해야 하는 주요 영향요소를 정의하였다.

3) 최적 공법 선정 절차와 의사결정지원을 위한 수리적 모델을 제시하였다.

4) 연구 모델의 정합성 검증을 위해 흙막이 공법 선정을 위한 사례 연구를 수행 하였다.

5) 연구 결과를 정리하고 본 연구의 활용성을 제시하 였다.

2. 현행 방법의 문제점 및 선행 연구 고찰

다수의 적용 가능 공법을 대상으로 대안을 좁혀 가는 방 식을 채택하는 현행 방법은 공정 계획에 치중하는 경우가 많아 발주조건 및 현장여건에 대한 체계적인 분석이 부족하 고, 담당 기술자들의 암묵적 지식과 직관에 의존하는 경우 가 많다. 이는 건설공사의 특성 상 발주조건 및 현장여건에 따라 다양하게 도출될 수 있는 영향요소들을 체계적으로 적용하기 어렵다.

또한 공사계획 단계에서 고려하지 못한 문제가 발생할 경우, 설계 변경, 공법 변경, 안전사고 등에 의한 생산성 저하를 초래하기도 한다. 이러한 문제점을 해소하기 위해 다양한 공법 선정 관련 연구가 수행되었다.

Choi et al.[3]은 공동주택 옥상 층에 적용되는 비노출 방수 공법 선정 시 재료의 성능, 시공성, 경제성 등을 종합 적으로 검토하여 평가 항목을 도출하고, 객관화된 근거를 토대로 평가 항목간 중요도를 설정하여 현장 여건에 부합하 는 최적의 방수 공법을 선정할 수 있는 평가기준을 제시하 였다. Kang et al.[4]은 공동주택 거푸집 공사를 대상으로 실적 데이터를 기반으로 한 시뮬레이션 모델 제시하여 표준 작업유형을 선정하도록 하였으며, Kim et al.[5]은 사례기 반추론(Case-Based Reasoning, 이하 CBR)과 계층분석 기법(Analytic Hierarchy Process, 이하 AHP)을 이용하 여 주로 사용하는 대표적인 거푸집 공법들의 성능을 비교하

였다. Kim et al.[6]은 흙막이 공법 선정을 위해 신경망과 사례기반추론모델 기반의 지식기반 시스템을 제시하였다.

Lee and Kim[7]은 다기준 의사결정기법과 퍼지이론을 접 목한 퍼지계층분석기법을 이용하여 최적 공법을 선정하는 방법을 제시하였다. Kim et al.[8]은 리모델링 프로젝트의 특성이 반영된 해체공법 선정 모델을 제안하였다.

이와 같이 신경망, AHP, CBR, 퍼지 등 인공지능이론을 이용하여 주요 공종에 대한 최적 공법을 선정하기 위한 다 양한 선행 연구가 진행되었다. 하지만 실무에서 공법 선정 시 공종별 특성 및 현장별 조건을 고려하여 주요 공종마다 각기 다른 공법 선정 모델을 적용하기는 어렵다. 이에 본 연구에서는 실무에서 활용이 용이한 범용적인 성격의 최적 공법 선정 의사결정지원 모델을 제시하였다.

3. 최적 공법 선정 모델

본 연구에서 제시하는 의사결정지원 모델은 건축 프로젝 트의 주요 공종에 대한 최적 공법 선정을 위한 것으로, 다음 Figure 1과 같이 프로젝트 특성 분석을 통해 채택 가능한 복수의 공법을 선정하고, 프로젝트 특성에 따른 공법의 적합 도를 지수화하여 의사결정 시 효율성을 제고하도록 하였다.

본 연구 모델은 1)공종 분류 및 공법 선정 대상 공종 선 정, 2)프로젝트 특성 분석, 3)적용 가능한 공법 선정, 4)안 전성 분석, 5)경제성 분석, 6)최적 공법 선정의 여섯 단계로 구성되며, 주요 내용은 다음과 같다.

Figure 1. Optimal method selection procedure

(3)

국토교통부 고시 건설정보분류체계 적용기준을 이용하 여 프로젝트를 구성하고 있는 공종을 분류하고, 해당 공종 의 공법 선정에 용이한 분류 수준을 선택한다.

Table 1은 말뚝공사의 중·소분류 공종 구성을 나타낸 것으로 ‘232. 기성말뚝’ 공법은 ‘2321. 기성 PC말뚝’,

‘2322. 독립 강관말뚝’, ‘2323. 독립 H말뚝’, ‘2324. RC 말뚝’, ‘2325. 목재말뚝’ 중 프로젝트 특성에 따라 최적 공법을 선정하여 적용할 수 있다.

Cord xx Cord xxx

Cord xxxx

· Level I

‥ Level II

… Level III 23231

23112312 2322313

23212322 23232324 2332325 23312332 2342333 23412342 2352343 23512352 23532354 236237

23712372 23732374

· Pile work

‥ Cast-in-place pile

… Mechanical excavation

… Penetration work

… Caisson pile

‥ Precast pile

… Precast PC pile

… Single steel pipe pile

… Single H pile

… RC pile

… Wood pile

‥ Caisson foundation

… Open Caission

… Pneumatic Caission

… Box Caission

‥ Sheet pile

… Cast-in-place sheet pile

… Steel sheet pile

… Precast PC sheet pile

‥ Slurry wall

… Bentonite slurry wall

… Attiplugite slurry wall

… slurry-soil layer, Synthesis slurry wall

… Lean concrete slurry wall

‥ Sheet Pile

‥ Foundation stiffening work

… Foundation grouting

… Foundation Strut beam installation

… Building a foundation

… Foundation ground reinforcement Table 1. Classification of construction information(Partial)

2) 2단계 : 프로젝트 특성 분석

건축 프로젝트의 3대 관리 요소는 시간, 품질, 비용이며, 안전, 환경을 포함하여 5대 관리요소로 정의한다. 본 연구 에서는 공법 선정을 위한 프로젝트의 특성 분석을 위하여 상기 5대 관리 요소를 발주조건과 현장조건으로 재구성하 였다.

발주조건은 사업예산(공사비), 공사기간, 요구 성능, 발

주변여건, 지반 및 기후 조건 등이다. 따라서 3대 관리 요소 인 시간, 품질, 비용은 발주조건에 해당되며, 5대 관리 요소 에 해당하는 안전, 환경은 현장조건에 해당된다.

3) 3단계 : 적용 가능한 공법 선정(1~n)

대상 프로젝트와 유사한 조건을 가지고 있는 사례를 검 색하고 발주조건 및 현장조건을 분석하여 해당 공종에 채택 가능한 복수의 공법을 선정한다.

4) 4단계 : 안전성 분석

3단계에서 선정한 복수의 공법을 대상으로 해당 공법의 구조적 안전 및 작업 안전성에 대한 검토를 수행하고, 안전 성 검토에 통과한 공법을 대상으로 다음 단계인 경제성 검 토를 진행한다. 이는 시공 중 작업자의 안전과 준공 후 사용 자의 안전에 영향을 미치는 항목으로 어떠한 요소보다 최우 선적으로 고려해야 한다.

5) 5단계 : 경제성 분석

4단계에서 선정된 구조적 안전 및 작업 안전성이 확보된 공법들의 공사비를 산정한다. 공법을 통해 구현되는 구조 체 및 공간, 부위의 유지관리에 소요되는 비용(Running Cost)이 존재할 경우, LCC 분석을 수행하고, 유지관리비 용이 존재하지 않을 경우 초기 비용인 시공 비용(Initial Cost)만 분석한다.

6) 6단계 : 최적 공법 선정

건축공사를 구성하고 있는 주요 공종에 영향을 미치는 발 주조건, 현장조건, 안전성, 경제성을 상호 비교하여 각 요소 들의 가중치를 도출한 후, 각 공법의 적합도를 분석하고, 의사결정 시 효율성 제고를 위한 적합도 지수를 산출한다.

① 6-1단계 : 중요도 분석

매트릭스 분석-a을 이용하여 2단계에서 정의된 해당 공 종에 영향을 미치는 요소(이하, 영향 요소)들의 가중치를 산출한다.

Figure 2의 예와 같이 점수의 범위는 요소 간 상호 비교 시 중요 2, 동등 1을 부여한 후, 요소별 점수를 합산하여 평가점수를 산출한다. 평가 점수의 총합계를 ‘1’로 정의하 고 평가 값의 크기를 변환하여, 6-3단계에서 가중치()로 이용한다.

(4)

Figure 2. Matrix analysis–a (example)

② 6-2단계 : 적합도 분석

Figure 3의 예와 같이 매트릭스 분석-b을 이용하여 2단 계에서 정의된 각 영향요소에 대해 적용 가능한 공법 (Alternative 1~n)의 적합도(Goodness of Fit, 이하

)를 산출한다. 적합도 분석 시, 공법 간 비교를 위한 척도는 우위는 ‘2’, 동등은 ‘1’을 부여한다.

a) Matrix analysis – b (example)

_ ⋯ _×







^







⋮_ ⁼

_ ⋯ 

⋮

_ ⋯ 

b) The method of calculating the Goodness of fit Figure 3. Goodness of fit analysis

③ 6-3단계: 통합 적합도 산출

6-1단계의 영향 요소별 가중치()와 6-2단계의 공법 별 적합도()를 곱하여 중요도가 반영된 통합 적합도 ()를 산출한다. 통합 적합도 산출을 위한 수리 모델은

다음 식 (1)과 같다.

^_{   }^ ^^^× ^^^ --- (1)

여기서,  : 통합 적합도

(Integrated Goodness of Fit) _ : 영향요소 의 가중치

_ : 공법 의 적합도(Goodness of Fit)  : 가중치(Weight)

 : 적합도(Goodness of Fit)  : 영향요소,    ∼   : 공법,    ∼ 

④ 6-4단계 : 적합 지수 산출

통합 적합도는 영향요소와 비교 대상 공법의 수에 따라 산출되는 값의 범위가 다양하여 의사결정 시 혼란을 야기할 수 있다. 따라서 6-3단계에서 산출한 통합 적합도의 최대 값을 ‘1’로 정의하고, 각 공법의 통합 적합도를 선형변환 하여 공법별 적합 지수(Goodness of Fit Index, 이하

)를 산출한다. 이는 주요 공종에 대한 공법 선정 작업 이 반복되는 상황에서 적합 지수 최대값를 기준으로 차순위 지수의 차이(Cap)를 비교하여 의사결정의 효율성을 제고 하기 위한 것이다. 적합 지수 산출을 위한 수리 모델은 다음 식 (2)와 같다.

__{ } --- (2) 여기서,  : 적합 지수(Goodness of Fit Index) _ : 최대 통합 적합도(Integrated

Goodness of Fit) _ : 공법 의 통합 적합도  : 공법,    ∼ 

4. 사례연구

연구 모델의 정합성 검증을 위해 흙막이 공법 선정 과정 에 적용하여 사례연구를 수행 하였다. 최근 지하공간을 주 차공간이나 상업시설 등으로 활용하기 위해 수행되는 지하 공사의 규모가 커지고 있고, 그와 관련된 공법 또한 다양화, 전문화 되고 있는 추세이다.

(5)

Terms of use Ground conditions Scale Rigidity and

water-stopping Pollution construction period

& cost

Influence factor Weak stratum

Hard Rock Blasting

Site

Ground- water

stratum Deep Wide Bending

stiffness of the wall

Water-

stopping Noise and vibration

Surrounding ground subsidence

Waste water treatment Constructi

on period Cost

Newel pile soldier pile × ○ × × △ × × × × ○ ○ ○

Steel sheet pile ○ × △ △ △ △ △ △ △ ○ ○ ○

Cast-in-place

peristyle sheathing ○ △ △ ○ ○ ○ △ △ △ △ △ △

Installation levee

concrete sheathing △ △ △ △ × △ × △ △ △ △ △

Soil cement sheathing △ △ △ △ △ △ △ △ △ △ ○ ○

Diaphragm wall ○ △ △ ○ ○ ○ ○ △ ○ × × ×

Note : ○: Advantageous, △: .Average, ×: Unfavorable

총 건축공사비의 20∼40%를 차지할 만큼 전체 공사에 미치는 영향이 큰 공종 중 하나인 지하공사의 흙막이 공법 선정은 성공적인 프로젝트의 수행을 위한 중요 요소로써, 신중한 공사계획과 적합한 공법 선정이 필요함에도 불구하 고, 현장에 적합한 흙막이 공법을 선정하지 못하여 흙막이 붕괴로 인한 인사사고의 원인이 되고 있다.

4.1 현행 흙막이 공법 선정 방법

공사 중 작업 안전, 해빙 및 보일링 방지, 지하수 대책, 주변 피해방지 등의 목적을 가진 흙막이 공법의 선정은 현장 여건에 따라 조금씩 차이가 있지만, 과거 축적된 암묵적 지 식을 근거로 현장 담당자들의 주관적인 판단에 의해 Table 2와 같이 공법 간의 단순한 비교를 통해 선정하고 있다.

4.2 사례 적용

1) 1단계 : 공종 분류 및 공법 선정 대상 공종 선정 Table 3은 ‘건설정보분류체계 적용 기준’ 중 흙막이 및 지보공사의 중·소분류 공종 구성을 나타낸 것으로 흙막 이를 위한 공법은 ‘말뚝식’, ‘주열식’, ‘Sheet Pile’, ‘PC 연속벽’, 지하연속벽’를 적용할 수 있다.

2) 2단계 : 제약조건 분석

흙막이 공법 선정을 위하여 발주자의 요구사항 및 건축 규모, 공사 기간 등 발주조건과 인접 건축물, 부지의 고저 차, 주변 현황 등 현장조건을 조사하였다. 사례 현장은 도심 지에 신축되는 상업시설로 기초파기 심도는 G.L –26m,

기초파기 면적은 6,139m²이다. 또한 지반 보강 시 지하수 오염 및 소음 진동 저감 대책이 필요며, 6개월의 공사기간 단축을 요청하는 발주자 요구사항이 존재한다. 사례 현장 의토질 분석 결과는 다음 Table 4와 같다.

Code xx Code xxx

Code xxxx

· Level I

‥ Level II

… Level III 24

241 2411 2412 2413

2414 2415 242

2421 2422 2423

242 243 244 245 246 2461 2462 2463 2464 247 248

· Earth retaining & timbering work

‥ Pile earth retaining

… H-pile soldier pile earth retaining

… Sheet pile earth retaining

… Steel sheet pile earth retaining (H-Beam &

timber)

… Lightweight Steel sheet earth retaining

… Steel pipe pile earth retaining

‥ Peristyle earth retaining

… Steel pipe peristyle earth retaining

… Cast-in-place peristyle earth retaining

… Installation levee concrete peristyle earth retaining

… Soil cement peristyle earth retaining

‥ Sheet Pile

‥ PC consecutively wall earth retaining

‥ Diaphragm wall earth retaining

‥ Earth retaining timbering work

… Wood timbering work

… Steel timbering work

… Steel pipe timbering work

… RC timbering work

‥ Earth anchor, Rock anchor earth retaining

‥ Self-assembly simplicity earth retaining Table 3. Classification of construction information

(earth retaining and timbering work)

(6)

Stratum Thickness

(m) Composition standard penetration test (N) Reclamation

soil 1.4～4.1 Gravel and silt mixed sand 2/30~50/10 Regosol 3.3～8.9 Silt and sand mixed Gravel 2/30~50/16 Sedentary

deposit 0.6～11.5 Silt mixed sand 17/30~50/1 Weathered

rock 0.8∼9.9 - 50/10∼50/3

Soft rock 1.5～13.0 Gneiss

Normal rock 2.0∼6.0 Gneiss -

Hard rock 3.0∼21.4 Gneiss -

Table 4. Soil analysis results of the case study site

3) 3단계 : 적용 가능한 공법 선정(1~n)

발주 조건 및 현장 조건 분석 결과와 다음 Table 5의 흙막이 공법별 특성을 토대로 Cast in concrete pile(이하 CIP), Diaphragm wall(이하 D-wall), H-pile+토류벽 (이하 H-pile), S-oil cement wall(이하 SCW)이 사례 현장에 적용 가능한 공법으로 조사되었다.

Considerations

Method

Depth (m)

Waterproof PerformanceNoise &

Vibration

Soil Rockboulder

stone GravelSandSoft ClayHard

Clay

CIP

Traditional

type 36 2 3 3 3 3 3 3 3

Waterproof

Performance 30 2 3 3 2 3 3 3 3

D-wall Drill 100 3 3 3 1 3 3 3 3

Bucket 50 3 3 1 3 3 3 3 3

H-pile

Traditional

type 20 1 1 1 2 3 3 3 3

Auger 25 1 3 1 1 3 3 3 3

Cast in place

mortar 36 1 3 3 2 3 3 3 3

SCW Shape steel 30 3 3 1 2 3 3 3 3

Steel pipe 30 3 3 1 1 3 3 3 3

Note) Possible application / 3: Passible, 2: Usually, 1: Difficulty Table 5. Applicable method selection data

4) 4단계 : 안전성 분석

1차 선정된 공법에 대한 안전성 검토 결과, 최대 변위는 CIP 52.6mm, D-wall 15.6mm, H-pile 101.3mm, SCW 149.3mm로 차이가 있지만, 적정 설계시 안전성을 확보할 수 있는 것으로 분석되었다(Table 6).

(Unit : mm) Framework

Method

Maximum displacem-

ent Walls Strut

CIP 52.6 CIP: Ø400

Side H-Pile: : 300×200×9×14

H-Pile:

300×300×10×15

D-Wall 15.6 SD

40fy=4000kg/㎠, fck=300kg//㎠

SLAB Thickness:

300

H-pile 101.3 H-Pile:

400×300×10×16 H-Pile:

300×300×10×15

SCW 149.3 H-Pile:

400×300×13×21 H-Pile:

300×300×10×15 Table 6. Safety review results

5) 5단계 : 경제성 분석

1차 선정한 공법에 대한 경제성 검토를 위해 공사비를 조사한 결과 CIP 160,000원/m², D-Wall 200,000원 /m², H-pile 60,000원/m^2, SCW 270,000원m²으로, H-pile이 가장 경제적인 것으로 분석 되었으며, 다음으로 CIP, D-wall, SCW 순으로 평가되었다.

6) 6단계 : 최적 공법 선정

① 6-1단계 : 중요도 분석

전문가 3인에게 의뢰하여 사례 현장의 발주조건, 현장조 건, 안전성, 경제성을 상호 비교하고, 가중치를 산출하였다.

전문가별 평가점수 평균값은 발주조건 2.33, 현장조건 3.00, 안전성 5.00, 경제성 1.67로, 안전성이 가중 중요한 것으로 분석되었으며, 현장조건, 발주조건, 경제성 순으로 평가되었다. 영향요소별 가중치는 발주조건 0.19, 현장조건 0.25, 안전성 0.42, 경제성 0.14가 산출되었다(Table 7).

Figure 4는 전문가별 중요도 분석 및 가중치 산출 과정이다.

② 6-2단계 : 적합도 분석

각 영향 요소에 대해 적용 가능한 각 공법의 우위를 분석 하여 적합도를 산출하였다. 발주조건 중 공기단축은 D-wall : 14, H-pile : 12, CIP : 5, SCW : 5로 D-wall 이 공기단축 면에서 가장 우수한 것으로 평가되었다. 현장 조건은 SCW : 12, CIP : 11, D-wall : 7, H-pile : 6 순으로 평가되었으며, 안전성은 D-wall, 경제성은 H-pile이 가장 우수한 것으로 분석되었다(Table 8, 9).

또한 CIP는 안전성과 현장조건에 우수하고 발주조건 측면 에서 취약한 것으로 분석되었으며, D-wall은 발주조건, 안전성, 경제성 측면에서 우수한 것으로 분석되었다.

(7)

Contract condition Field condition Safety Economy

Expert A

Expert B

Expert C

Table 8. Data of GF analysis Influence

factor Expert

Contract

condition Field

condition Safety Economy

A 4 2 6 0

B 0 3 5 4

C 3 4 4 1

Average value 2.33 3.00 5.00 1.67

Weight 0.19 0.25 0.42 0.14

Average value

Order conditions :       

Field condition :       

Safety :       

Economy :       

Weight()

Order conditions :   

Field condition :   

Safety :   

Economy :   

a) Expert A b) Expert B

c) Expert C

Figure 4. Date of weight analysis

Table 7. Analysis and weight calculation result of the degree of importance

H-pile, CIP 보다 높고, 공사 기간도 많이 소요되지만, 본 시설물의 구조체로 사용할 수 있어 CIP와 비교 시 경제 성이 우수한 것으로 평가되었다.

Method Expert Contract

condition Field

condition Safety Economy

CIP A 1 5 4 2

B 2 2 4 4

C 2 4 4 2

Total() 5 11 12 8

wallD- A 6 2 6 4

B 4 2 6 2

C 4 3 5 6

Total() 14 7 17 12

H-pil

e A 4 0 2 5

B 4 6 1 6

C 4 0 2 4

Total() 12 6 5 15

SCW A 1 5 0 1

B 2 2 1 0

C 2 5 1 0

Total() 5 12 2 1

Table 9. Analytical results of compatibility

③ 6-3단계 : 통합 적합도 산출

앞 서 산출한 영향요소별 가중치()와 공법별 적합도 ()를 이용하여 통합 적합도()를 산출하였다. 영향 요소별 중요도가 반영된 통합 적합도는 D-wall이 13.23 으로 가장 우수한 것으로 평가되었으며, 다음으로 CIP 9.86, H-pile 7.98, SCW 4.93 순이었다(Table 10).

(8)

Method Influence

factor()

CIP D-wall H-pile SCW

① ② ① ② ① ② ① ②

Contract conditions

(0.19) 5 0.95 14 2.66 12 2.28 5 0.95

Field condition

(0.25) 11 2.75 7 1.75 6 1.50 12 3.00

Safety

(0.42) 12 5.04 17 7.14 5 2.10 2 0.84

Economy

(0.14) 8 1.12 12 1.68 15 2.10 1 0.14

 9.86 13.23 7.98 4.93

Note) ①: , ②: ×

Table 10. Integration calculation result

④ 6-4단계 : 적합 지수 산출

각 공법의 통합 적합도를 식 (2)에 대입한 결과, Figure 5와 같이 D-wall 1.00, CIP 0.75, H-pile 0.60, SCW 0.37의 적합 지수가 산출되었다.

CIP :   

D-wall :   

H-pile :   

SCW :   

Figure 5. Fit index calculation result

5. 결 론

본 연구는 주요 건축 공종에 적합한 공법의 선정을 위해 공사 계획단계에서 발주조건, 현장조건, 안전성, 경제성을 종합 분석하여 현장 특성에 적합한 최적 공법의 선정을 지 원하는 수리 모델을 제시하였다.

본 연구 모델은 영향 요소 간 중요도를 분석하여 가중치 를 도출하기 위한 매트릭스 분석-a와 적용 가능한 공법이 영향 요소에 대한 어느 정도 적합한지를 분석하기 위한 매

트릭스 분석-b, 적합도와 영향 요소별 가중치를 통합하기 위한 통합 적합도, 그리고 주요 공종에 대한 공법 선정 작업 이 반복될 때 의사결정의 효율성 제고를 위한 적합도 지수 산출모델로 구성하였다.

본 연구모델의 정합성을 검증하기 위하여 흙막이 공법 선정을 대상으로 사례 연구를 수행하였다. 영향요소별 가 중치는 안전성 : 0.42, 현장조건 : 0.25, 발주조건 : 0.19, 경제성 : 0.14로 평가되었다. 가중치가 반영되지 않은 적 합도는, 발주조건은 D-wall : 14, H-pile : 12, SCW와 CIP : 5, 현장조건은 SCW : 12, CIP : 11, D-wall : 7, H-pile : 6 순으로 분석되었으며, 안전성의 경우 D-wall : 17, CIP : 8, H-pile : 5, SCW : 2, 경제성은 H-pile : 15, D-wall : 12, CIP : 8, SCW : 1이 산출되 었다. 가중치가 반영된 통합 적합도는 D-wall CIP, H-pile, SCW 순으로 각각 13.23, 9.86, 7.98, 4.93이 산출되었으며, 의사결정 시 효율성 제고를 위해 선형변환 한 적합도 지수는 D-wall : 1.00, CIP : 0.75, H-pile : 0.60, SCW : 0.37이 산출됨을 확인하여, 본 연구 모델의 정합성을 검증할 수 있었다.

따라서 본 연구는 주요 공법 선정 시 프로젝트 특성에 따른 공법의 적합도를 정량적으로 제시함으로써, 의사결정 시 효율성 제고가 가능할 것으로 판단된다. 또한 본 연구의 결과물이 실무에 적용될 경우 주요 공종의 공법 선정에 대 한 객관성 확보 및 투명성 제고가 가능할 수 있을 것으로 사료되며, 본 연구를 통해 제안된 최적 공법 선정 프로세스 및 수리적 모델은 다양한 공종의 공법 선정에 활용 가능할 것으로 판단된다.

요 약

건축물의 고층화, 복합화, 대형화에 따라 다양한 공법이 개발되고 있어 주요 공종에 대한 공법 선정의 중요성이 대 두되고 있다. 그러나 프로젝트의 특성을 충분히 고려하지 못하고 있고 주요 공법의 선정을 위한 객관적 기준이나 자 료 또한 부족한 실정이며, 실무자의 경험과 직관에만 의존 하여 선정이 이루어지고 있는 점이 지적되어 왔다. 이러한 문제점을 해소하기 위해 퍼지, AHP, CBR 등 인공지능이 론을 이용한 주요 공종의 공법 선정을 위한 다양한 연구가 진행되었다. 그러나 실무에서 공법 선정 시 공종별 특성 및 현장별 조건을 고려하여 주요 공종마다 각기 다른 여러

(9)

서는 매트릭스 분석과 선형변환을 이용하여, 실무에서 활 용이 용이한 범용적인 성격의 의사결정지원 모델을 제시하 고, 사례 연구를 통해 흙막이 공법 선정 과정에 적용하여 연구모델의 정합성을 검증하였다.

키워드 : 건축공법, 적합도, 수치모델, 의사결정

Acknowledgement

This study was supported by research fund from Songwon University

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