계층의사분석 기법을 적용한 도심지 공동구 타당성 평가모델 연구

정지승,나귀태,Chung, Jee-Seung,Na, Gwi-Tae 한국터널지하공간학회 2018 한국터널지하공간학회논문집 Vol.20 No.1

The urban center of a large city has a high concentration ratio of population, commerce, and traffic. Therefore, the expected effect is high from the introduction of the urban utility tunnel and it also has sufficient economic feasibility considering life cycle cost. Moreover, the construction cost can be greatly reduced if it is included in a large underground development such as a subway or a complex transfer center construction. However, it is not reflected in actual underground development plan. When planning a urban utility tunnel in Korea, it is expected to have difficulties such as the cost of relocation of the existing Life-Line, conflicts among the individual facility institutions, procurement of construction resources and sharing. Furthermore, it is possible to promote the project only if a consensus is drawn up by a collective council composed of all facilities and project developers. Therefore, an optimal alternative should be proposed using economic analysis and feasibility assessment system. In this study, the analytic hierarchy process (AHP) is performed considering the characteristics of urban areas and the importance of each indicator is quantified. As a result, we can support reasonable design capacity optimization using the feasibility assessment system. 국내 대도시의 도심은 인구, 상업, 교통 등의 집중도가 높으므로 공동구 도입에 따른 기대효과가 높고 생애주기비용을 고려한 경제적 타당성을 충분히 확보하고 있다. 더욱이 지하철, 복합환승센터 등과 같은 대규모 지하공간 개발에 포함하여 설치할 경우 초기 건설비용을 획기적으로 줄일 수 있으나 실제 지하개발 계획에 구체적으로 반영되지 못하고 있다. 국내에서 도심지 공동구를 새로이 계획할 경우 기존 Life-Line의 이설비용, 수용 기관별 의견충돌, 건설재원 조달 및 분담 등의 어려움이 예상되며 더욱이 모든 수용기관과 사업시행자로 구성된 공동구 협의회에서 합의를 도출해야만 사업추진이 가능하기 때문에 경제성 분석과 더불어 타당성 평가 시스템을 통한 합리적 의사결정 과정을 통해서 최적 대안이 제시되어야만 원활한 사업추진이 가능하다. 그러므로 도심지 유형별 특성을 고려해서 평가지표와 의사결정 계층구조를 재구성하고 계층의사분석(AHP) 기법을 적용해서 항목별 중요도를 정량화함으로써 타당성 평가시스템을 이용한 합리적인 설계용량 최적화를 지원할 수 있을 것으로 판단된다.

강재주열벽을 적용한 지하건축물 가설공법의 개발 및 강재주열벽의 휨성능 연구

정지승,나귀태 사단법인 한국터널지하공간학회 2017 한국터널지하공간학회논문집 Vol.19 No.6

Urban roads are not only congested with vehicles and pedestrians, but also have many pipelines buried to provide convenience for inhabitants. In addition, urban inhabitants live comfortably in buildings adjacent to the road for residence, business, commerce, rest and so on. Therefore, despite the high cost of land, urban underground buildings with high land use efficiency are constantly being built. Recently, the construction of underground buildings has caused social problems such as the collapse of surrounding roads and adjacent buildings. Institutional improvement is being actively carried out to improve this. In this study, a new type of MSRC diaphragm wall was developed and a study on the construction method of underground building was carried out. It is intended to secure the underground excavation safety of underground buildings in urban areas and effectively prevent land subsidence complaints. Also, a reasonable design method of MSRC diaphragm walls using the ultimate strength design method is presented through the flexural performance Experiment. 도심지 도로는 도시민의 안락한 편익을 제공하기 위해서 차량과 보행이 집중되고 각종공급배관들이 매설되어 있으며 도시민은 도로에 접하고 있는 건축물을 주거, 사무, 상업, 휴게공간으로 이용하면서 안락한 생활을 영위하고 있다. 그러므로 높은 토지비용에도 불구하고 토지이용효율이 높은 지하건축물이 꾸준하게 건설되고 있다. 최근 지하건축물의 개착공사로 인해서 주변도로와인접건물이 침하되는 등의 도시안전성 저해문제가 사회적으로 크게 이슈되고 있으며 이를 개선하기 위한 제도개선이 활발히 이루어지고 있다. 본 연구에서는 도심지 지하건축물의 지하굴착 안전성을 확보하고 주변 침하로 인한 민원을 효과적으로 예방할 수 있도록 새로운 형태의 강재주열벽을 개발하였으며 이를 이용한 지하건축물 가설공법에 관한 연구를 수행하였다. 또한 강재주열벽의 휨강도 시험을 통해서 강도설계법을 적용한 흙막이 벽체의 합리적인 설계방법을 제시하였다.

기존시가지의 규모(면적)에 따른 공동구 설치 타당성에 관한 연구

오원준,나귀태,조중연,이민재 대한토목학회 2019 대한토목학회논문집 Vol.39 No.6

The multi-utility tunnel is one of the essential social infrastructures, but it is difficult to establish the multi-utility tunnel due to the scale of the National Land Planning and Utilization Act (2 million square meters). In this paper, we analyze the feasibility of establishingthe multi-utility tunnel in the existing city in order to activate the multi-utility tunnel installation. For the feasibility analysis, the scale was classified into four categories based on related laws, and related indicators were selected and evaluated using feasibility andeconomic analysis. Three kinds/four kinds of suitable multi-utility tunnel for the scale of the existing city were shown, and five kinds of multi-utility tunnel were considered suitable for the new city over 2 million square meters. The results of the overall score evaluation of the tunnel type of the existing city and the open type of the new city of 2 million square meters or more, which is the obligation toinstall the multi-utility tunnel, do not show much difference and suggest the validity of the installation of the multi-utility tunnel in various scale of the existing city. 공동구는 필수적인 사회기반시설 중의 하나이나, 국토계획법의 공동구 설치의무규모(200만m2)로 인하여 공동구의 설치가 어려운 실정이다. 본논문에서는 공동구 설치 활성화를 위하여 기존시가지에서의 공동구 설치에 대한 타당성을 분석하였다. 타당성 분석을 위하여 관련법규를 근거로 규모를 4가지로 분류하였으며, 타당성과 경제성 분석을 활용하여 관련지표 선정 및 평가를 진행하였다. 그 결과 기존시가지의 규모에 적합한 터널식 공동구는 3종/4종으로 나타났으며, 200만m2 이상의 신도시는 5종의 개착식 공동구가 적합한 것으로 분석되었다. 현재 공동구 설치 의무 규모인 신도시 200만m2 이상에서 개착식과 기존시가지의 터널식 공동구의 종합평가결과가 많은 차이를 보이지 않으므로, 기존시가지에서 다양한 규모의 공동구 설치가 타당하다는 것을 제시하고자 한다.

타당성 평가지표를 활용한 터널식 공동구 설치가능지역 검토

오원준,진규남,나귀태,조중연,심영종 사단법인 한국터널지하공간학회 2019 한국터널지하공간학회논문집 Vol.21 No.6

In this paper, The study was conducted on the method to roughly determine the area and length of the multi-utility tunnel before the planning and design phase of the multi-utility tunnel construction. For this purpose, four feasibility indexes were used: traffic density, population density, disaster prevention index (number of workers), and urbanization rate, which reflect the regional characteristics. The installation criteria were set in consideration of the average value and minimum value of the feasibility indexes for the tunnel type among areas that can be installed in the multi-utility tunnel of Seoul. The analysis area included 200 areas based on 14 zones. The results of the analysis based on the minimum value of feasibility indexes indicated that the tunnel type of multi-utility tunnel is suitable for 39 areas with high traffic volume and population. On the other hand, the ‘gun’ area, etc., has a wider population than the ‘si’ and ‘gu’, suggesting that it is not suitable to install multi-utility tunnel. In addition, it can be seen that the larger the index value centered on the minimum value of each index, the smaller the tunnel type of multi-utility tunnel installation area. 본 논문에서는 공동구 도입에 대한 계획 및 설계 단계 이전에 공동구 설치가능 지역과 연장을 개략적으로 결정할 수 있는 방법에 대한 연구를 진행하였다. 이를 위하여 자료획득이 가능하며 지역적 특성을 반영하고 있는 교통량, 인구밀도, 방재지수(종사자수) 및 시가화율 4개의 타당성 지표를 사용하였다. 서울시 공동구 설치 가능 지역 중 터널식으로 설치 가능한 노선에 대한 타당성 지표의 평균값과 최소값을 고려하여 설치 기준을 설정하였다. 분석대상 지역은 14개의 권역을 기준으로 200개 지역을 대상으로 하였다. 분석결과 타당성 지표의 최소값을 기준으로 터널식 공동구는 교통량 및 인구 등이 많은 39개 지역에 설치가 적합한 것으로 나타났다. 반면, ‘군’ 단위 등은 ‘시, 구’에 비하여 인구가 넓게 분포되어 공동구 설치가 적합하지 않은 것으로 분석되었다. 또한 각 지표의 최소값을 중심으로 지표값이 커질수록 터널식 공동구 설치 지역이 줄어듦을 알 수 있었다.

도심지 유형별 공동구 설치 타당성 평가시스템 개발에 관한 기초 연구

이성원,심영종,나귀태,Lee, Seong-Won,Sim, Young-Jong,Na, Gwi-Tae 한국터널지하공간학회 2017 한국터널지하공간학회논문집 Vol.19 No.1

서울시 등의 국내 주요 도심은 지역적 팽창에 따라 도로망 체계가 급격하게 발전하였고 도시민이 안락하고 풍요로운 생활을 영위하도록 전력, 통신, 상수도, 하수도, 냉 난방관로, 가스관 등이 무분별하게 개별 매설되었으며 비효율적으로 개별 관리되고 있다. 국토계획법에서는 Life-Line을 공동 수용함으로써 도로의 반복 굴착을 줄이고 도시 미관의 개선, 포장 내구성 향상에 따른 주행성능 향상 그리고 원활한 교통소통 등을 기대하는 도시계획 시설물로 공동구를 정의하고 있다. 최근 기존 도심지의 재정비 측면에서 쾌적한 도시공간 조성, 지하공간 이용 효율과 도로관리 효율 향상, 지진 및 도로함몰에 대한 재난안전성, 스마트 그리드와 전기자동차 보급과 같은 미래 생활환경 변화에 대한 신속한 대응 등을 기대할 수 있는 기존 도심지의 공동구 설치 필요성이 증가하고 있으나 국내에 설치된 모든 공동구는 신도시 개발에 따라 계획된 Life-Line을 모두 수용하도록 설치한 개착식 공동구 형태이다. 기존 도심지에서는 현재 가동중인 모든 Life-line을 모두 수용할 수 없으므로 도심지 유형별 공동구 설치 타당성 평가시스템을 활용한 설계용량 최적화 등의 새로운 연구가 필요하다. 본 연구는 신도시 공동구를 탈피하고 기존 도심지를 대상으로 평가지표에 의한 정량적 평가모델을 제시 하는 등 유형별 타당성 평가시스템을 세분화하며 정량적 평가시스템의 구현이 가능한 프로그램을 개발해 궁극적으로 도심지 공동구 활성화에 기여하고자 한다. The road network system of major domestic urban areas such as city of Seoul was rapidly developed and regionally expanded. In addition, many kinds of life-lines such as electrical cables, telephone cables, water&sewerage lines, heat&cold conduits and gas lines were needed in order for urban residents to live comfortably. Therefore, most of the life-lines were individually buried in underground and individually managed. The utility tunnel is defined as the urban planning facilities for commonly installing life-lines in the National Land Planning Act. Expectation effectiveness of urban utility tunnels is reducing repeated excavation of roads, improvement of urban landscape; road pavement durability; driving performance and traffic flow. It can also be expected that ensuring disaster safety for earthquakes and sinkholes, smart-grind and electric vehicle supply, rapid response to changes in future living environment and etc. Therefore, necessity of urban utility tunnels has recently increased. However, all of the constructed utility tunnels are cut-and-cover tunnels domestically, which is included in development of new-town areas. Since urban areas can not accommodate all buried life-lines, it is necessary to study the feasibility assessment system for utility tunnel by urban patterns and capacity optimization for urban utility tunnels. In this study, we break away from the new-town utility tunnels and suggest a quantitative assessment model based on the evaluation index for urban areas. In addition, we also develop a program that can implement a quantitative evaluation system by subdividing the feasibility assessment system of urban patterns. Ultimately, this study can contribute to be activated the urban utility tunnel.

정량적 지표평가와 비용 ‧ 편익 분석을 활용한도심지 공동구의 타당성 평가기법 연구

이성원,정지승,나귀태,방명석,이정배 사단법인 한국터널지하공간학회 2019 한국터널지하공간학회논문집 Vol.21 No.1

If a new utility tunnel is planned for high density existing urban areas in Korea, a rational decision-making process such as the determination of optimum design capacity by using the feasibility evaluation system based on quantitative evaluation indexes and the economic evaluation is needed. Thus, the previous study presented the important weight of individual higher-level indexes (3 items) and sub-indexes (16 items) through a hierarchy analysis (AHP) for quantitative evaluation index items, considering the characteristics of each urban type. In addition, an economic evaluation method was proposed considering 10 benefit items and 8 cost items by adding 3 new items, including the effects of traffic accidents, noise reduction and socio-economic losses, to the existing items for the benefit ‧ cost analysis suitable for urban utility tunnels. This study presented a quantitative feasibility evaluation method using the important weight of 16 sub-index items such as the road management sector, public facilities sector and urban environment sector. Afterwards, the results of quantitative feasibility and economic evaluation were compared and analyzed in 123 main road sections of the Seoul. In addition, a comprehensive evaluation method was proposed by the combination of the two evaluation results. The design capacity optimization program, which will be developed by programming the logic of the quantitative feasibility and economic evaluation system presented in this study, will be utilized in the planning and design phases of urban community zones and will ultimately contribute to the vitalization of urban utility tunnels. 밀집도가 높은 국내 기존 도심지를 대상으로 공동구를 새로이 계획할 경우에는 정량적 평가지표에 의한 타당성 평가시스템과 경제성 평가를 이용한 최적 설계용량 결정 등의 합리적인 의사결정 과정이 필요하다. 그러므로 이전 연구에서는도심지 유형별 특성을 고려한 의사결정 계층구조를 구성하고 정량적 평가지표 항목에 대한 계층의사분석(AHP)을 통해서 개별 상위지표(3개) 부문과 하위지표(16개) 항목의 중요도 가중치를 제시하였다. 또한 도심지 공동구에 적합한 비용 ‧ 편익 분석을 위해서 교통사고 감소효과, 차량소음 저감효과, 사회 ‧ 경제적 손실 등의 3개 항목을 새로이 추가하여 10개의 편익 항목, 8개의 비용 항목을 고려한 경제성 평가방법이 제시되었다. 본 연구는 도로관리, 공공시설, 도시환경 부문의 하위 16개 평가지표의 중요도 가중치를 활용한 정량적 타당성 평가방법을 제시하고 서울시 주간선도로 123개 구간을 대상으로 타당성 평가를 실시하였다. 또한 타당성 평가결과와 경제성 평가결과를 비교하여 문제점을 분석하고 두 평가결과의 조합에 의한 종합평가 방법을 제시하였다. 본 연구에서 제시된 정량적 타당성 평가와 경제성 평가시스템의 로직을 프로그래밍하여 개발할 예정인 설계용량 최적화 프로그램은 도심지 공동구의 계획 및 설계 단계에서 활용되며 궁극적으로 도심지 공동구 활성화에 기여하게 될 것이다.

지점 상승 하강 공법에 의한 강상자형교의 국부좌굴

구민세,정재운,나귀태,Koo, Min Se,Jeong, Jae Woon,Na, Gwi Tae 한국강구조학회 2003 韓國鋼構造學會 論文集 Vol.15 No.1

기존 강상자형 연속교의 단점을 보완하고 보다 경제적인 단면의 설계를 위한 지점 상승 하강 강상자형교는 내측 지점의 부모멘트 구간에 전단 연결재를 설치하고 콘크리트를 충진시켜 단면의 강성을 높이고 지점의 상승 및 하강 과정을 통하여 바닥판 콘크리트에 선압축력을 도입한다. 본 공법을 사용하면 한국도로공사 도로설계실무편람(1996)이 제시한 강상자형교의 설계 및 표준 단면의 형고에 비해 약 12%를 낮출 수 있으므로 형하 공간 확보에 유리하고, 같은 형고를 가지는 경우 상 하 플랜지 두께를 줄여 전체 강재량을 14%가량 감소시킬 수 있다. 평판의 강성을 크게 하기 위해 두께를 증가시키는 것보다 보강재로 보강하는 것이 일반적인 방법이므로 강상자형교 주형의 상 하부 플랜지 및 복부판은 각종 보강재로 보강된 얇은 판의 형태로 구성되어 있다. 이와 같이 보강된 평판의 탄성 좌굴계수(k)는 작용력의 종류, 형상비, 경계조건 외에도 보강재로 수, 배치 간격, 강성비와 면적비에 따라 각기 다른 특성을 가진다. 기존의 강상자형 연속교와 달리 지점 상승하강 강상자형교의 하부 플랜지 및 복부판은 내측 지점의 상승 과정에서 큰 압축력을 받게 되므로 전체 주형의 좌굴이 발생하기 전에 구성 판이 먼저 좌굴을 일으킬 가능성이 크다. 그러므로 본 연구에서는 내측 지점의 상승력과 보강된 판의 강도를 고려하여 일부 정모멘트 구간의 하부 플랜지 및 복부판의 종방향 보강재 수를 증가 시키고 수평 보강재를 연장하여 배치한다. The lifting and lowering supports method makes up for the weak points in the classical method and provides makes construction economical effect to construction. The application of pre-compression to continuous steel box girder bridges makes it possible to reduce the amount of steel, the height of girders and consequently, the cost consequentlyof the bridges' construction by through the process of concrete filling- up and the lifting-lowering of the inner supports. The lifting and lowering supports method is apt to cause local buckling in the lower flange and web plates by due to the process of the lifting of the inner supports. Therefore iln this study, therefore, the possibility of local buckling could be decreased, in consideration of the lifting force and the buckling strength of stiffened plates, by increasing the number of longitudinal stiffeners and the installation of extended longitudinal stiffeners on the lower flange and the web plates in the range of positive moment.

LCC기반 공동구 설치의 비용 편익 분석 방법론

심영종(Sim, Young Jong),진규남(Jin, Kyu Nam),나귀태(Na, Gwi Tae),조중연(Cho, Choong Yuen) 대한토목학회 2016 대한토목학회 학술대회 Vol.2016 No.10