Process of Using BIM for Small-Scale Construction Projects - Focusing on the Steel-frame Work -

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(1)DOI: https://doi.org/10.13161/kibim.2018.8.2.041. 소규모 건축공사의 BIM 정보 활용을 위한 프로세스 제안 - 철골공사 중심으로 Process of Using BIM for Small-Scale Construction Projects - Focusing on the Steel-frame Work 김진광1), 유무영2), 함남혁3), 김재준4), 최창식5) Kim, Jin-Kwang1) · Yoo, Moo-Young2) · Ham, Nam-Hyuk3) · Kim, Jae-Jun4) · Choi, Chang-Shik5) Received May 3, 2018; Received June 1, 2018 / Accepted June 4, 2018. ABSTRACT: The current study focused on the utilization of building information modeling (BIM) data in steel-frame structures, which help to reduce project durations because they employ prefabricated structural members that are assembled on-site. In addition, a business process model was proposed using BIM data collected during the preconstruction, structural steel fabrication, and on-site construction phases of an actual steel-frame project. The ultimate expectation is that BIM data support at each phase, as well as the increased understanding among project participants, will result in an increase in project management productivity. The results from the current study are summarized as follows: To implement a BIM capable of application to steel-frame projects and data utilization, existing theories were studied to develop the construction project steps, both generally into the preconstruction (A1), steel fabrication (A2), and on-site construction phases, (A3) and specifically into 19 BIM-applicable phases. Based on the derived BIM-applicable phases, the model elements of the BIM object were identified, and the shortcomings of existing steel-frame projects were ameliorated, resulting in an improved data flow model. Moreover, for the proposed BIM data flow to progress efficiently, the BIM specialist needs to be well-acquainted with the phase-specific three-dimensional (3D) model output, and the infrastructure to construct an error-free 3D model must be provided. Based on the actual construction example, the BIM data utilized steel-frame projects — via production reports, clash checks, two-dimensional (2D) drawings, four-dimensional (4D) simulations, and 3D scanning — to make cooperation and communication among participants easier. KEYWORDS: Steel Structure, BIM, 4D simulation, 3D Scanning 키 워 드: 철골공사, BIM, 4D 시뮬레이션, 3D 스캐닝. 1. 서 론. 자들 간의 책임이 불명확하며, 프로젝트의 정보 활용 및 관리 가 미흡하다(Lee et al., 2017). 소규모는 공사비용과 기간이 상. 1.1 연구의 배경 및 목적 소규모 건설 프로젝트의 경우 단기간의 수행기간으로 참여. 대적으로 작다는 의미이지만 건설현장에서 소규모라 할지라도 세부적으로는 동일공종으로 구성되는 경우가 많다(Song et al.,. 1). 학생회원, 한양대학교 건축공학과 석사과정 ([email protected]) 학생회원, 한양대학교 건축공학과 박사과정 ([email protected]) 3) 학생회원, 한양대학교 건축공학과 박사과정 ([email protected]) 4) 정회원, 한양대학교 건축공학과 교수 ([email protected]) (교신저자) 5) 정회원, 한양대학교 건축공학과 교수 ([email protected]). 2). 한국BIM학회논문집 8권 2호 (2018) 41.

(2) 2004). 이는 공종별로 작업기간이 짧아 정확한 실행이 이루어 지지 않으면 공사비 상승의 원인이 될 수 있다. 특히 본 연구에 서 다루는 철골공사의 경우 다른 공종에 비해 설계단계 뿐만 아 니라 제작 및 시공 중에도 많은 설계 변경이 발생되고 있으며,. Table 1. Function and effect of BIM BIM Function. 3D BIM - 3D modeling creates object information conversion design - Improved consistency of drawings. 현장에서 바로 설치할 수 있도록 공장에서 품질과 정밀도 및 설계도면의 정확도 측면에서 신뢰도가 높은 제품을 납품해야. Object-based linkage. - Automated design change - Drawing errors and omission of marks are avoided.. Clash check. - Exact drawings enable members to be made in advance. Design / - Decrease of field work and duration, improvement of Construction productivity. 2D drawing production. - Automatic extraction of design, construction and tender drawings - Decrease of field work and duration, improvement of productivity. 해 BIM 의무화 적용이 되고 있다(Yo, 2014). BIM의 적용을 통해 설계오류와 재작업 감소, 공사기간 단축, 비용절감 및 참여자들 간의 의사소통 향상 등의 효과를 얻을 수 있으나 그 대상이 주 로 설계단계에 머물러 있고, BIM 정보의 연속적인 활용에 한계 가 있다(Joo et al., 2017). 그리고 BIM을 적용하도록 한 발주가 증가함에 따라 설계단계뿐만 아니라 시공단계에서도 BIM 정보 를 활용한 공사관리가 필요하나 아직까지 연구가 부족한 실정 이며(Song et al., 2012), 몇몇 국내 대형 건설사를 제외하면 설 계에서부터 시공에 이르기까지 BIM 기반 표준화된 업무 프로세 스 기준이 정립되어 있지 않아 정보의 기록 및 관리가 이루어지 지 않고 있다.. Design / Construction. - Enhanced communication helps set work scopes and Design / better understand characteristics of work - Design appropriateness is examined and VE improvement Construction can be achieved.. 태의 건물 표현과 정보를 포함할 수 있다(Bae, 2011). 2016년부터 조달청에서 사업발주 대행하는 모든 공사에 대. Stage and Phase. Visualization. 한다(Lim, 2017). 이에 3D 모델을 기반으로 하는 BIM(Building Information Modeling, 이하 BIM)은 정확하면서도 구체적인 형. Effect of BIM. Quantity - Quantity takeoff is available according to parts, takeoff and cost construction types and phases. estimation - 4D + Cost = 5D (Estimate Analysis). Design / Construction. Design / Construction. Design / Construction. 4D simulation. - Scheduling and planning of materials and personnel - 3D + Time = 4D (Process Analysis). Installation and construction management. - Routes of equipment and material movement, routes of loading and lifting and workers’ moving lines can be Construction planned. Work scope can be discussed with quipment operators in advance.. Connection to - Energy efficiency analysis, structural analysis, LEED various analysis analysis results. Design / Construction. Design. 따라서 본 논문을 통해 철골공사 중심으로 소규모 건축공사 에서 BIM 정보의 활용과 개선된 프로세스 모델을 제안하여 실 제 사례에 적용하는데 그 목적이 있다.. 2.2 소규모 건축공사 국내의 경우, 소규모 건축공사에 대한 명확한 정의와 기준은 없다. 그러나 미국의 경우 투입비용, 총 노동투입시간, 수행 기. 2. 이론적 고찰 2.1 B IM 주요 기능 및 효과 BIM 정보 활용의 이론 고찰을 통해 BIM의 주요 기능 및 효과 를 정리하였다(Table 1). 3D BIM 전환설계는 처음 계획 설계단 계에서 객체 정보를 가진 3D BIM 모델을 생성함으로 사용되고 있으며, 시각화는 기획, 설계 시공단계에서 각 분야 전문가들의 협업을 위해 사용되고 있다(Kim et al., 2013). 또한 간섭체크는 부재간의 간섭검토를 통해 2D 도면의 품질을 높이고, 사전 시공 현장에서 발생할 수 있는 오류를 사전에 검토하여 설계도면의 오류를 줄일 수 있다(Kim et al., 2014). BIM에 자주 쓰이는 기술 인 파라메트릭 모델링은 부재를 형상화하여 설계 변경 시 각 부 재간의 정보가 자동으로 변경되어 설계 작업을 보다 빠르고 정 확하게 진행할 수 있다. 이상으로 설계 및 시공 단계에서 BIM 을 활용한 정보 활용 효과는 다음 Table 1과 같다(Park et al., 2010).. 간 등 프로젝트 금액이 40억 미만이고, 기존 업체의 매출액에서 차지하는 비중이 5% 미만일 때 소규모 프로젝트로 분류하고 있 다(Construction Industry Institute, 1991). 일부 선행연구에서 소 규모 건축공사에 관련된 정의 및 내용을 살펴보면 Table 2와 같 다(Kim, 2018). 본 연구에서는 선행연구 내용과 소규모 건축공사의 규모를 감안하여, 공사비 10억 원미만 건축공사로 정의하였고 사례 프 로젝트를 선정하여 적용하였다.. 2.3 기존 철골공사 업무 흐름 철골공사는 착공 전 단계(Pre-construction)후에 공장에서 검 토 및 승인과정 및 공장가공(Fabrication)을 통해 건설현장에 반 입된 후, 건설 현장에서 시공을 한다(Yoon, 2005). 일반적으로 착공 전 단계에서는 기본도면과 시방서를 검토하 며 시공업체를 선정한 후에 시공계획 및 시공 상세도를 작성한 다(Lim, 2017). 다음으로 철골 부재의 공장가공은 원척도 작성, 본뜨기, 변형검사, 금매김, 절단 및 가공, 천공, 가조립, 리벳치기. 42 Journal of KIBIM Vol.8, No.2 (2018).

(3) Table 2. Definition of small building construction project Researcher. Definition. Standards are prepared by reflecting the following classifications. Project scales: below 5 billion KRW, 5~30 billion KRW, over 30 billion Public Procurement KRW, 30~100 billion KRW Service (2017) Project duration: below 6 months, 7~12 months, 13~36 months, longer than 36 months Kim et al. (2006). Small and middle-sized construction projects are defined by 2 years or shorter period and a construction cost of 10 billion KRW or less.. A project is classified as small-scale, in case the project cost is billion CII of USA (1991) KRW or less (in terms of duration, input cost and total labor input time) and accounts for less than 5% of the sales of the company.. 2.4 연구의 범위 및 방법 BIM 정보 활용은 단순히 BIM 프로그램을 잘 사용하는 것에 국한되지 않으며 BIM으로 설계에서부터 품질 관리에 이르기 까지 정보를 활용하여 사용자가 필요로 하는 기능을 직접 구 현하여 사용해야 한다는 점이 중요하다. 이에 앞에서 살펴 본 이론적 고찰을 토대로 본 연구에서는 소규모 건설공사 중 단일공종인 철골공사 중심으로 BIM 정보 활용에 주목하여 다음과 같은 방법으로 연구를 진행 하였다. (1) 2장에서는 소규모 철골 공사에 대한 정의와 BIM 정보 활용에 대한 선행연구에 대한 고찰 및 철골공사의 업무. Park et al. (2003). Construction cost of 5 billion KRW or less is used to define small-scale projects.. 프로세스 분석을 통해 소규모 건축공사의 정보 관리의. Kim et al. (2010). Construction cost of 1 billion KRW or less is used to define small-scale projects.. (2) 3장에서는 BIM 정보 활용할 수 있는 업무를 구분 하고,. When the project management is not constantly performed, the project is classified as small-scale. In terms of duration, labor input Song et al. (2004) and construction cost, a small-scale project has the duration of 12 months or shorter, the construction cost of less than 5 billion KRW and a small number of field workers taking multiple tasks.. 문제점을 파악한다. BIM 소프트웨어 중 하나인 Tekla Structure(이하 Tekla)를 사용하여 정보 활용을 위한 BIM 모델 객체의 정보 요소를 구분하였다. (3) 4장에서는 BIM이 적용된 소규모 철골공사의 사례를 들 어 실제 적용하여 결과를 분석하고, 시뮬레이션을 통해. 및 용접, 절삭, 녹막이칠, 현장반입 순으로 이루어진다. 마지막 으로 철골부재를 현장 야적장(Laydown Area)에 반입하여 설치. 분석한 내용을 바탕으로 실제 건물을 3D Scanning 데 이터와 BIM 3D모델과 비교한다.. 도면에 준하여 볼트 또는 용접접합으로 앵커볼트를 설치 후 크. 본 연구에서는 소규모 건축공사에서 Tekla를 사용한 BIM. 레인(Crane)을 이용하여 철골 부재를 인양 및 설치작업을 완료. 정보 활용을 통해 실제업무를 효과적으로 수행하기 위한 프. 한다(Building Construction Technology, 2010). 그러나 기존 철. 로세스를 제안 하고자 한다.. 골공사 업무에서 설계가 변경되면 다음과 같은 문제가 발생한 다(Lim, 2017). (1) 자재 신규발주 및 추가 제작으로 인한 공사비 증가 및. 3.BIM 정보 활용 가능한 업무 도출. 공기지연. (2) 기 발주자재 잉여분 발생. (3) 중복된 철골부재 이중제작.. 3.1 BIM 정보 구성 요소 BIM 모델을 구성하는 요소들은 Figure 2와 같다(Firoz et. 이러한 문제점을 해결하기 위해서는 BIM 기능과 정보를 활용. al., 2012). 철골 모델을 구성하는 부재(Part)는 철골 자체를 의. 하여 착공 전 단계에서부터 현장시공까지 하나의 정보로 연계. 미하는 주 부재(Main Part)와 주 부재에 연결되는 보조 부재. 가 되고, 설계 변경사항과 도면 오류 수정사항이 정확하게 반영. (Secondary Part)로 나뉘며 각각의 부재들은 자동으로 숫자. 되며 정보가 상호운용이 되어야 한다고 판단된다(Figure 1).. (Double, Int)와 문자(String)값으로 분류되어 BIM 객체로 저장 된다. 또한 철골 부재에 연결되는 볼트(Bolt)와 용접(Weld)되 는 부재들이 그룹화 되고 각각의 구성요소(Component)가 조립 (Assembly)되며, 철골부재의 개선(Cutting) 및 볼트 체결을 위한 hole 개수와 치수 정보도 포함한다(AEC Magazine, 2013). Table 3은 본 논문에서 적용된 사례모델의 접합부에 대한 수 치정보로 철골의 주 부재와 보조 부재, 볼트 및 용접 길이 등 3D 객체의 접합부의 정보 구성을 보여준다. End Plate의 재료와 볼트(Bolt)의 재질 및 hole 유형은 문자 값(String)으로, 볼트 크 기 및 치수, 허용 오차 거리, 노치(Notch) 길이는 숫자 값으로 저. Figure 1. Steel structure process. 장되며 모두 철골제작 기계에서 수치제어(Numerical Control)의. 한국BIM학회논문집 8권 2호 (2018) 43.

(4) Figure 2. Building object of BIM frame work. Table 3. Connecting building object Figure. Input Material End Thickness Plate Depth (a) Width Diameter. Bolt (c). Grade. Weld (b). Notch (d). Attribute mat tpl1 hpl1 bpl1 diameter screw lbd lwd lba nb nw rb1 rb2 rw1 rw2 lbtyp w3_size t_cut_length t_cope_length b_cut_length b_cope_length cope_fitting_type. 44 Journal of KIBIM Vol.8, No.2 (2018). 정보로 활용할 수 있다(Clive, 2007). Value S275JR 10 200 180 20 7990 60 67.1 66 3 2 40 40 40 40 1 6 82 26 82 26 3. Type string double double double double string string string double int int double double double double int double double double double double int. 또한 철골의 구성요소들이 BIM 모델이 되어 단일 정보들로 저장되고, 단일 정보들이 모여 하나의 3D 모델 객체(Object)를 형성 및 그룹화(Group)되며, 속성 값에 따라 다수의 컴포넌트 (Component)가 생성된다. 이는 BIM 객체(Object)의 구성요소들이 제어 시각화, 수치화 된 정보의 Excel 저장 되며 정보의 수정사항이 정확하게 설계에 반영된다.. 3.2 BIM 정보 활용 가능한 철골공사 업무 BIM을 정보 구성 요소를 통한 철골공사의 업무 흐름은 2장 에서 살펴 본 기존의 철골공사 업무와 유사하나 착공 전 단 계(Pre-construction)에서 관련 공종 간의 교차 검토(Cross Check)를 추가하였다. 또한 BIM 정보 구성 요소를 통해 활용 가능한 형태를 Table 4와 같이 제시하였다. BIM적용 철골공사에서 정보 활용이 가능한 BIM 기능은 주로.

(5) 공장제작에 들어가기 전 2D 도면 생성을 하여 철골 제작도면. Table 4. BIM use of steel structure work Activity. BIM use. - Review of basic design and specifications. (A1) Pre-construction. - Construction plan. Visualization, 4D simulation Generation of 2D shop drawing. - Shop. Drawing. 작도면을 바로 추출하는 방식으로 기존 업무보다 간소화 된다. A2 공장가공(Fabrication)단계에서는 제작에 앞서 철골물량을 발주함에 있어 정확한 물량 산출을 통해 발주 수량에 맞게 철골 수량을 구입한다. 또한 부재의 잘라지는 부분(Cutting Part)도 수 치정보로 저장되어 부재의 총중량(Gross Weight)과 컷팅 되는. - Cross check. Visualization, clash check. 부분을 제외한 순중량(Net Weight)을 구할 수 있으며, 효율적인. - Carry-in of steel frame materials and quantity check. Quantity takeoff and cost estimation. 부재 절단을 위한 컷팅플랜(Cutting Plan)작성을 한다. 이는 현. 2D drawing (Cutting plan). - Steel frame material cutting - Installation of steel frame materials. -. - Assembly and welding of steel frames. Quantity takeoff and cost estimation. - Painting of steel frame materials. Quantity takeoff and cost estimation. - Marking. 3D BIM conversion design. (A2) Fabrication. - Precision inspection. (A3) Construction. (Shop Drawing)의 정보를 추출한다. BIM 모델을 통한 철골 제. Visualization. - Carry-out and transport of steel frame materials to the site. Quantity takeoff and cost estimation. - Transport to laydown area and quantity check. Quantity takeoff and cost estimation. - Erection and installation of steel columns. Visualization, installation and construction management. - Lifting and installing steel girders and beams. Installation and construction management. - Horizontal and vertical check of steel frames. Visualization, clash check. - Steel frame bolting and welding. Quantity takeoff and cost estimation. - Fireproof spray coating of steel frames. Quantity takeoff and cost estimation. - Finishing of steel frame installation (Bone tightening). Quantity takeoff and cost estimation. 장에서 작업할 시에 최소한의 작업으로 철골이 설치될 수 있도 록 검토하며, 제작, 운반, 양중 및 현장 설치의 용이성을 고려한 다. 철골 부재의 제작 및 검사가 완료되면 철골부재의 반출 및 현장에 반입이 된다. A3 현장 시공단계는 A2 업무의 연장으로 시각화, 물량 및 견 적 산출, 4D, 5D 시뮬레이션 기능을 이용할 수 있다. A1 단계 에서의 제작도면의 정보를 통해 현장에서 시공을 진행한다. 철 골부재를 운송 및 야적장에 반입하여 제작도면에 준한 볼트 또 는 용접접합을 하고 기둥, 큰 보, 작은 보 및 가새(Brace) 부재 를 순차적으로 운반하여 설치를 진행하고 전반적인 업무 흐름은 Figure 3과 같다.. 3D BIM 전환설계, 시각화, 객체기반을 통한 연계, 4D 시뮬레이 션, 물량산출이다. 3D BIM 전환설계와 객체 기반을 통하여 철골 자재를 신규 발주하거나 추가 제작으로 인해 공기가 지연 되는 점과 중복된 철골부재 이중 제작 등의 문제점을 예방할 수 있 다. 또한 시각화와 4D 시뮬레이션은 시공사나 협력업체의 의사 소통 지원이나 보고서를 작성할 때 사용한다.. 3.3 철골공사 업무 흐름 개선안 A1 착공 전 단계(Pre-construction)에서의 도면 및 시방검 토에서는 일반적으로 설계 요구사항의 반영여부, 철골의 재질 및 치수의 객체정보가 정확히 입력되었는지 검토한다. 검토 후. Figure 3. Steel structure work flow. 한국BIM학회논문집 8권 2호 (2018) 45.

(6) 4. BIM 사례 적용 분석 4.1 프로젝트 개요 3장에서 BIM의 구성요소와 BIM 정보 활용이 가능한 철골공 사 업무를 확인하고 개선안을 제시하였다. 개선된 모델의 활용 성을 검증하기 위하여 4장에서는 실제 현장에서 착공된 10억 원 미만 소규모의 프로젝트를 사례로 선정하였고, 건축개요는 Table 5와 같다. Figure 4. Bill of quantity Table 5. Overview of case study project Item. Description. Project name. Neighborhood living facilities construction in namyangju-si sampae-dong. Location. Gyeonggi-do namyangju-si sampae-dong 153-7. Main structure. Steel structure. Construction duration. 2017.04.12. ~ 2017.10.31. Total cost (won). 761,406,020. Production capacity. 91.78 Ton. Building coverage. 294.00 ㎡. Figure 5. Added Conn. 3d model. 도면생성이 빠르고 효율적이며, 최신 정보로 업데이트 및 제어 까지 가능하였다. 사례 적용 모델에서는 BIM 3D 모델에 GA도면, 단품도면 및. 4.2 BIM 기반 철골공사 사례. 조립도면을 합하여 총 107장의 상세도면이 생성되었다(Table 6).. 3.1장에서 살펴 본 BIM 정보 구성 요소의 활용을 바탕으로 철 골 주 부재(Main Part), 보조부재(Secondary Part) 대한 규격, 수량, 등급, 면적, 중량, 단위중량이 자동으로 산출되고(Figure. Table 6. Drawing list Drawing. Name. Q’ty. Basic Drawing. Plot plan, floor plan, Elevation, Section, Window Drawing Etc.. 24 EA. General arrangement Drawing. 13 EA. Single-Part Drawing. 20 EA. Assembly Drawing. 71 EA. Others (Anchor detail, 3D). 3 EA. 4), 철골 접합부의 볼트(Bolt) 개수, 용접(Weld)길이, 개선부분 (Cutting Part), 그라우팅(Grouting), 내화피복 면적(Surface Treatment)등 사례 프로젝트에 데이터를 구축하였다(Figure 5).. 4.3 철골공사의 설계관리 기존의 2D 기본도면(평, 입단면도)을 3D 전환설계를 통해 즉시. Shop. Drawing. 활용 가능한 업무이며, BIM이 구현할 수 있는 기능을 적용하였다. 4.3.1 제작도면(Shop Drawing) 검토 BIM 구성요소가 2D 도면을 위한 하나의 뷰(View)로도 표 현된다. 평, 입면 및 단면 3D입체 도면의 정보를 갖는 기본도. 4.3.2 간섭 검토(Clash Check) 사례모델에서 간섭검토(Clash Check)되는 항목은 39건의 간섭 이 발생하였다. BIM에서 충돌 되는 사항은 다음과 같다(Table 7).. 면(General Arrangement Drawings, GA), 앵커볼트나 플레이. (1) 철골 부재 간에 교차 되거나 관통 되었을 때. 트 같은 일반적으로 용접부가 없는 단일부재의 단품도면(Single. (2) 볼트와 볼트 체결된 플레이트 간에 간섭이 있을 때. Part Drawing), 철골을 제작하여 조립할 수 있도록 정보를 갖. (3) 볼트직경과 철골부재의 간섭이 생길 때. 는 단일 제작 정보를 나타는 조립도면(Assembly Drawing), 기. (4) 철골(Part)부재와 철판(Plate)부재의 간섭이 생길 때. 초나 철골 주각 부분에 쓰이는 콘크리트 부재 도면(Cast Unit. 간첩체크 결과에 포함된 부재는 유형, 객체 ID, 조립(Assembly). Drawing)으로 나뉘며 도면 객체와 3D 모델 객체가 연동이 되어. 46 Journal of KIBIM Vol.8, No.2 (2018). ID, 객체 이름으로 분류가 되어 수정 된다..

(7) Table 7. Clash check of BIM model. Table 8. Summary report of beam. Clash check of BIM model. (1) Bolt, steel frame member. Girder detail (10-Girders G23). (2) Steel frame member, steel frame member. Bill of material. (3) Steel frame member, plate. (4) Steel frame member, stairs (plate). Mark. Description. Quantity. Length. Remark. MG19. H250*125*6*9. 10. 1,580. SS400. 250A2. PL16*121. 40. 530. SS400. 250C2. PL6*170. 40. 200. SS400. Field bolts. 4.4 철골공사의 제작관리. Grid location. 120–M16 T.S.B X 45, F10T. G23. x4-x5/y3, EL+4.866. 640–M16 T.S.B X 50, F10T. G23. X4-X5/Y3, EL+9.066. 철골 자재의 제작도면 검토, 간섭 검토 및 설계 변경사항 반 영 후에는 시공에 필요한 철골부재를 발주한다. 철골부재가 현 장에서 설치 시에 잉여분이 없도록 정확해야 함으로 BIM 정보. 적인 배치와 해당 자재 찾기, 필요 철골부재 정확한 위치 파악. 를 통한 세밀한 검토가 중요하다.. 을 미리 사전에 시뮬레이션 할 수 있다. 이는 작업자가 작업현 장에 대해 미리 파악할 수 있고, 알맞은 철골부재 하역으로 시. 4.4.1 철골 부재 제작 검토 철골 부재 제작 검토에도 BIM 정보가 활용된다. 철골부재 제 작 시에 고려사항은 다음과 같다.. 간과 비용의 절약이 가능하며, 모든 정보가 모델에 포함되므로 사고가 날 가능성을 최소화 할 수 있다고 판단된다. 사례 적용 모델에서는 8월 4일(Table 9), 8월 6일(Table 11). (1) 제작, 운반, 양중 및 현장설치 용이성.. 철골 부재가 야적장에 반입이 되었으며, 번호(Mark)로 분류되어. (2) 철골세우기용 부속철불 반영여부.. 시공 순서에 맞게 야적장에 배치되었음을 확인하였다.. (3) 접합위치, 접합방법, 치수 확인. (4) 철골의 부재 사이즈, 형상 확인.. 4.5 철골공사의 시공관리. BIM 구성요소인 기호(Mark), 규격(Description), 수량. 철골 부재의 공장제작 완료 후 야적장에 반입하여 제작도면. (Quantity), 길이(Length), 재질(Remark), 볼트 개수 등이 시각화. 에 준하여 현장 설치함에 있어서 현장상황의 파악이 중요하다.. 및 수량정보가 추출되어 원활하게 검토할 수 있다. 기존 설계관. 그러므로 BIM 작업자가 3D 모델에서 일별, 주별, 원별, 분기. 리 업무의 BIM 기능 적용한 것을 바탕으로 철골 제작에 필요한. 별 공정과정에 따른 공사 진행과 비용을 점검하고 빠른 의사결. 정보를 표로 정리하였다(Table 8).. 정을 위한 시공관리가 필요하다. 소규모 공사라는 특성상 공사 기간이 짧았지만 철골부재의 제작과 현장설치 업무 담당자에게. 4.4.2 철골 부재 반출 및 반입 검토. BIM 정보를 공유함으로 계획된 시공관리가 가능하다.. 철골 부재를 현장에 반출 및 반입 할 때 BIM 기능 중 물량산 출 및 견적정보가 활용된다. 철골부재는 도로 사정에 따른 차량. 4.5.1 4D, 5D Cost-Scheduled Integration. 의 길이, 폭 용적제한 고려와 현장주변의 진입도로 상황 고려하. Table 9~14는 BIM 3D 모델에서 추출된 정보와 2017년 8월. 여 시공순서에 맞게 반출해야 한다. 또한 현장에서는 어떤 철골. 4일부터 8월 9일까지 진행된 사례현장조사 정보를 토대로 작성. 부재가 하역되고 언제 도착하는지 정확하게 알고 있어야 한다.. 하였다.. BIM 정보로 관리를 하면 야적장 내 반입된 철골부재의 효율. 2017년 8월 4일은 철골부재가 야적장에 반입되고 앵커볼트가. 한국BIM학회논문집 8권 2호 (2018) 47.

(8) 설치로 하루 일정이 마무리 되었다. BIM 정보 구성요소를 통해. Table 9. Simulation for construction management (8/4) BIM 3d modeling. 철골부재가 알맞게 야적장에 반입되고, 시공순서에 맞게 배치가. Field. 되었는지 제작 도면과 비교하여 확인할 수 있었다. 또한 크레인 운전자와 BIM 정보를 통해 사전 업무를 조율하였다. 장비는 크 레인 1대와 작업 조는 5명이 한 팀으로 운영되었다. 8월 5일 주 공정은 철골기둥 세우기, 무수축 그라우팅 설치였으며, 설치된 철골 총 중량은 31.46 Ton이 시공되었다. BIM 정보를 활용하여 시공현황과 제작도면 비교는 Figure 6와 같다. 기둥 위치의 오 차는 4군데가 있었으며 시공 오차로 판단된다. 8월 6일은 공장에서 접합된 계단(Plate)과 철골 Beam 부재가. Main progress. Carry-in of steel frame member into laydown area and installation of anchor bolts. 야적장에 반입이 되었으며 바로 15.36 Ton이 시공되었음을 확. Date. 2017. 08. 05. Steel structure weight. 31.46 Ton. 인하였다. 8월 9일까지 총 91.78 Ton의 철골부재가 시공되었으. Manpower. 5 people. Rate of daily progress. 10.69 %. Equipment. Crane 1 EA. Payment of daily progress (won). 1,730,300. 며, 수량 산출된 결과와 인원 수, 장비현황을 바탕으로 내역 항 목에 대한 철골가공조립, 철골세우기, 장비비, 운반비에 대한 비 용 항목내역에 대해서 작성하였다(Table 10~15). 철골공사의 시공순서는 현장 작업자의 기술적인 순서와 관리적인 순서 모. Table 10. Simulation for construction management (8/5) BIM 3d modeling. 두를 고려하여 시공 순서를 결정하는데, 사례 현장에서는 철골. Field. 기둥(Column), 빔(Beam), 계단(Stair), 가새(Brace)순서로 설치 되었다.. Main progress. Erection of steel columns, non-shrink grouting. Date. 2017. 08. 05. Steel structure weight. 31.46 Ton. Manpower. 5 people. Rate of daily progress. 34.19 %. Equipment. Crane 1 EA. Payment of daily progress (won). 35,340,239. Table 11. Simulation for construction management (8/6) BIM 3d modeling. Field. Figure 6. Column construction deviation Main progress. 48 Journal of KIBIM Vol.8, No.2 (2018). Installation of 1st and 2nd floor stairs, installation of 1st floor steel beams. Date. 2017. 08. 06. Steel structure weight. 15.36 Ton. Manpower. 5 people. Rate of daily progress. 50.89 %. Equipment. Crane 1 EA. Payment of daily progress (won). 22,999,953.

(9) Table 12. Simulation for construction management (8/7) BIM 3d modeling. Field. 4.5.2 3D Scanning과 BIM 데이터 비교 3D 스캐닝 기술은 대상 물체가 가지는 형상 정보를 취득하 는 단계이다(Kang et al., 2016). 현장 시공 중에 스캔 작업 진 행 하였고, 형상 정보와 BIM 3D 데이터의 정합을 비교 하였다 (Table 15). 비교결과 BIM 3D 객체와 오차가 거의 없었고, 시각화 된 데 이터는 현장 작업자와 설계자 및 모든 협력업체 사람들에게 시 각화 BIM 정보로 활용될 수 있다. 현장에서 어떤 일이 일어나고. Main progress. Carry-in of steel frames into laydown area, installation of 1st and 2nd floor steel beams, installation of 3rd floor stairs. Date. 2017. 08. 07. Steel structure weight. 19.48 Ton. Manpower. 5 people. Rate of daily progress. 72.06 %. Equipment. Crane 1 EA. Payment of daily progress (won). 24,196,437. 있는지, 설계 오류, 정합성 파악 및 어떤 조치가 필요한 지에 대 한 정보 활용이 가능하였다. Table 15. Comparison of 3D scanning Data 3D Scanning of Field. Table 13. Simulation for construction management (8/8) BIM 3d modeling. Main progress. Field. 3D Scanning & 3D BIM. 3D BIM Object. 3D Scanning & 3D BIM. 3D BIM Object. Installation of 2nd and 3rd steel beams. Date. 2017. 08. 08. Steel structure weight. 20.12 Ton. Manpower. 5 people. Rate of daily progress. 93.93 %. Equipment. Crane 1 EA. Payment of daily progress (won). 24,713,486. 3D Scanning 1F, 2F, 3F. Table 14. Simulation for construction management (8/9) BIM 3d modeling. Field. 5. 결 론 본 연구에서는 구조부재를 공장에서 미리 제작하고 현장에서 조립하고 공사를 진행하여 건설공기가 크게 줄어드는 장점이 있는 철골조 구조물의 BIM 정보 활용에 초점을 두었다. 또한 철 골공사의 실제 사례에 BIM을 적용할 수 있는 착공 전 단계, 철 골 공장 가공 단계, 현장시공 단계에서의 BIM 정보를 도출하고 Main progress. Installation of 3rd floor steel beams, bolt bone tightening. 업무 프로세스를 제안하였다. 최종적으로 각 단계에서의 BIM 정. Date. 2017. 08. 09. Steel structure weight. 12.24 Ton. 보 활용을 통해 참여자간의 이해가 높아져 소규모 프로젝트 관. Manpower. 5 people. Rate of daily progress. 100 %. Equipment. Crane 1 EA. Payment of daily progress (won). 21,813,386. 리의 생산성이 높아질 것이라 기대된다. 본 연구의 주요 결과를 요약하면 다음과 같다. (1) 철골공사에서 실제로 적용이 가능하고 정보를 활용할 수. 한국BIM학회논문집 8권 2호 (2018) 49.

(10) 있는 BIM 도입을 위하여, 기존 이론고찰을 통하여 큰 분류. (2014), BIM application case study of civil infrastructure. 로 A1 착공 전 단계, A2 공장 가공 단계, A3 현장시공단계,. Industry, pp.6-8.. 세부 분류로 19개의 BIM 활용가능 업무를 도출 하였다.. Kim, S. H., Mun, K. J., Woo, Y. M., Koo, K. J., & Hyun, C. T.. (2) BIM 객체(Object)의 모델을 구성하는 요소를 파악하고. (2006), Application of Selective Construction Management. BIM 적용 가능한 철골공사 업무를 바탕으로 기존 철골공. Services to Private Small-Medium Construction Projects,. 사 업무의 정보흐름의 미흡한 점을 보완한 개선된 정보 흐. pp.306-400.. 름 모델을 제시하였다. (3) 또한 철골공사에서 제안된 BIM 정보 흐름이 효율적으로 진행되기 위해서는 3D 모델 결과(Output)를 BIM 작업자가 업무별로 잘 알고 있어야하며, 오류 없는 3D 모델 구축을 위한 기반이 마련되어야 한다. (4) 실제 착공된 사례를 바탕으로 물량산출(Report), 간섭체크. Kim, W. G., (2018), A Case Study on the Effect of Direct Labor Costs by Work Type on Construction Cost in Small-Scale Construction Project, pp.9. Kim, Y, H., Lee, J. H., Oh, J. K., & Kim, J. J. (2013), A Study for Derivation of Participant’s Information Flow At Framework Construction based on BIM, pp.23-25.. (Clash check), 2D 도면생성(Drawing), 4D 시뮬레이션, 3D. Lee, D. U., & Yun. S. H. (2017), Improvement of Construction. Scanning등 철골공사에서 BIM 정보 활용을 통해 참여자들. Management Process for the Site Manager in Small Scale. 간의 협업과 의사소통이 원활해 질 것이다.. Building Construction Project, pp.81-82.. 본 연구는 실제 프로젝트에서 제안한 정보 흐름 모델을 적용. Lee, H. J. (2015), A Case Study on Effective Ways to Apply. 하였기에 BIM 정보 활용의 실질적인 적용을 제시하였지만 소. BIM(Building Information Modeling) CM(Construction. 규모 건설 현장이므로 적용 성과에 한계를 가진다. 향후 대규모. Management) of Mega Project Sizing-International Airport. 건설현장에서의 BIM 정보 활용의 다양한 분석과 기술적 한계. Construction, pp.3-6.. 등에 대한 후속 연구가 수행 될 필요가 있을 것이다.. Lee, J. C. (2014), Implementation of customized 4D and 5D System based on BIM, pp.55-61. Lim, C. H. (2017), Application of 3D Information to Reduce. References. Rework in a Steel Structure Construction, pp.1-6. Park, C. S., & Kim, J. W. (2003), A Study on the Success. AEC Magazine (2013), Tekla Structure 19, http://www.aecmag. com/software-mainmenu-32/563-tekla-structures-19. Bae, K. J. (2001), A Study on the Criterion Establishment of LOD (Level of Detail) for BIM Model, pp.1-6. Building Construction Technology, Kimoondang, 2010, pp.530-535. Clive, Robinson. (2007), Structural BIM: Discussion, Case Studies And Latest Developments, pp.526-530. Joo, S. U., Kim, C. K., Kim, S. U., & Noh, J. O. (2017), BIMBased Quantity Takeoff and Cost Estimation Guidelines for Reinforced Concrete Structures, pp.567-568. Kang, T. W., Kim. J. E., & Jung. T. S. (2016), Study on 3D Reverse Engineering-based MEP Facility Management Improvement Method, pp.40-41. Kim, K. S., Hyun, C. T., Hong, T. H., Jo, S. M., & Mun, H. S. (2010), Development of an Unit Cost Modification Model for Proper Actual Cost Data in Small Building Construction Projects, pp.81-83. Kim, M, J., Lee, K. H., Kwon, S. H., Park, S. I. & Lee, S. C.. 50 Journal of KIBIM Vol.8, No.2 (2018). Factors Impacting on the Small Construction Projects, pp.67-70. Park, C. S., & Park, H. T. (2010), Improving Contractibility Analysis Tasks by Applying BIM Technology, pp.141. Shim, S. H., & Yoo, S. R. (2001), A Study on the Potentials and Prospects of Steel Framed Building Industry in Korea, pp.3-4. Song, J. W., Pyo, Y. M., Park, S. H., & Lee, S. B. (2004), A Study on Estimating the Contingency Cost of Small Construct Project, pp.113-115. Syed Firoz, S. Kanakambara Rao. (2012), Modelling Concept of Sustainable Steel Building by Tekla Software, pp.19-23. U.S. Construction Industry Institute, CII. (1991), Manual for Special Project Management. Yo, J. E., Korea Construction News, 2014. 03. 24, http://www. conslove.co.kr/news/articleView.html?idxno=35828. Yoon, Y, S. (2005), Development of the Schedule Risk Management System for Building Construction Processes, pp.37-38..

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