개념 한 쪽
건설기계의 시공관리는 장비별 특성과 생산성 계산을 이해하여 적정 장비를 선택하고 공사기간을 산정한다.
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출제기준 단원 「건설기계의 시공관리」의 공개 문제 3개를 묻는 꼴별로 나누면 이렇습니다.
| 묻는 꼴 | 문제 수 | 무엇을 묻나 |
|---|---|---|
| 장비별 용도 판별 | 1 | 기계의 구조·용도에 따라 적합한 작업 환경을 가리기 |
| 일일 작업량 계산 | 1 | 용량·사이클·효율·토량변화율을 적용해 하루 생산량 계산하기 |
| 운반용 기계 구분 | 1 | 제시된 장비 중 운반 기능에 해당하지 않는 장비 고르기 |
건설기계의 작업량 계산은 기본적으로 한 번의 유효토량과 시간당 사이클 수의 곱으로 구성한다. 한 번의 유효토량은 버켓 또는 딥퍼의 용량에 계수와 작업효율, 토량변화율 등을 적용하여 산정한다. 시간 요소는 사이클 타임을 초 단위로 환산하여 시간당 사이클 수를 구하고, 요구되는 운전시간을 곱하여 일일 또는 시간당 생산량을 얻는다.
토량변화율(L)은 흙의 팽창 또는 수축을 반영하는 계수로 사용한다. 문제 자료에서는 토량변화율을 팽창률로 간주하면 실제 운반 부피를 줄이기 위해 역수로 적용하는 경우가 있음을 설명한다. 따라서 문제에서 주어진 L의 해석(팽창인지 팩킹인지)에 따라 계산 결과가 달라질 수 있음을 유의한다.
건설기계의 종류별 특징도 중요하다. 클램쉘(그랩)은 집게형 버켓을 가지고 있어 수중작업이나 협소하고 깊은 굴착에 적합하다. 반대로 일반적인 파워셔블이나 백호는 육상 굴착에 주로 적합하다. 또 운반용 기계와 다짐용 기계는 목적에 따라 구분하며, 탬퍼는 다짐용으로 운반용 기계에 해당하지 않는다.
시간당 작업량이나 일일 작업량 문제는 분자에 위치하는 요소(용량, 계수, 효율)가 비례하고 분모에 위치하는 시간 관련 요소(사이클타임 등)가 반비례 관계에 있음을 인지하고 풀어야 한다. 계산 순서와 단위 환산(초↔시간)을 정확히 적용하면 오답을 줄일 수 있다.
예 1 — 딥퍼용량 0.8m³인 파워셔블의 하루 작업량 계산(조건: 사이클타임 30초, 딥퍼계수 1.0, 토량변화율 L=1.25, 작업효율 0.6, 하루 운전시간 8시간) 1) 하루 운전시간을 초로 환산하면 8×3600 = 28,800초이므로 사이클 수는 28,800 ÷ 30 = 960이다. 2) 한 사이클 유효토량은 0.8m³×1.0 = 0.8m³이다. 3) 총이동토사량은 0.8×960 = 768m³이다. 4) 토량변화율을 팽창률로 보고 실제 부피를 줄이는 방향(1/L)으로 적용하면 768×(1/1.25) = 614.4m³가 된다. 5) 여기에 작업효율 0.6을 곱하면 614.4×0.6 = 368.64m³가 된다. 위 계산은 토량변화율의 적용 방향에 유의해야 결과가 달라짐을 보여주는 대표적 예다.
예 2 — 버킷용량 0.6m³, 버킷계수 0.9, 작업효율 0.7, 토량변화율 L=1.25, 사이클타임 25초인 파워쇼벨의 시간당 작업량 계산 1) 한 번의 유효토량을 먼저 구하면 0.6×0.9×0.7 ÷ 1.25이다. 2) 시간당 사이클 수는 3600 ÷ 25 = 144이다. 3) 시간당 작업량은 (0.6×0.9×0.7 ÷ 1.25) × 144 ≈ 43.5m³/hr가 된다. 이 예는 한 번의 유효토량 × 시간당 사이클 수 구조를 명확히 하여 계산하는 패턴을 제시한다.
디퍼(dipper)용량이 0.8m³일때 파워쇼벨(power shovel)의 1일 작업량을 구하면? (단, shovel cycle time : 30sec, dipper 계수 : 1.0, 흙의 토량 변화율(L) = 1.25, 작업효율 : 0.6, 1일 운전시간 : 8시간)
정답 ③ · 문제는 디퍼 용량 0.8m3인 파워쇼벨의 1일 작업량을 주어진 조건으로 계산하는 문제이다. 사이클 시간 30초이므로 시간당 사이클 수는 3600/30=120회, 8시간 운전으로 총 사이클은 120×8=960회가 된다.
1일 작업량은 디퍼용량×계수×1일운전시간÷사이클시간×토량변화율로 계산하며, 결과는 368.64m³/day이다.
셔블계 굴삭기 가운데 수중작업에 많이 쓰이며, 협소한 장소의 깊은굴착에 가장 적합한 건설기계는?
정답 ① · 문항은 셔블계 굴삭기 가운데 수중작업 및 협소한 장소의 깊은 굴착에 적합한 장비를 묻고 있다. 클램쉘은 집게형으로 수중에서 물건이나 흙을 집어 올리는 방식에 적합하며 깊은 수중 굴착이나 제한된 공간에서의 굴착에 널리 사용된다.
클램쉘은 양팔로 흙을 집어 올리는 방식으로 수중 및 심굴착에 특화된 셔블계 굴삭기이다.
토목공사용 기계는 작업종류에 따라 굴착, 운반, 부설, 다짐 및 정지 등으로 구분된다. 다음 중 운반용 기계가 아닌 것은?
정답 ① · 문항은 토목공사용 기계의 분류에서 운반용 기계가 아닌 것을 묻고 있다. 운반용 기계는 자재를 한 장소에서 다른 장소로 이동시키는 장비로 덤프트럭, 불도저, 벨트 컨베이어 등이 해당한다.
운반용 기계는 흙을 한 곳에서 다른 곳으로 이동시키는 장비이며, 탬퍼는 다짐용이므로 운반용이 아니다.
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