고층건물 수직·수평 요소기반 설계초기단계 골조공사비 예측모델

국문 초록 (Abstract)

국내에서 고층 건물에 수요가 늘어나면서 관련 연구가 진행되고 있지만, 공사비 관련 연구나 현업에서 일반적으로 사용하는 연면적 기준의 공사비 산정은 건물의 높이 상승에 따른 공사비 증가를 설명하지 못한다. 특히, 설계초기단계 공사비 산정은 공동주택에 비해 고층건물인 경우 실적데이터가 부족한 상황에 공사비를 예측해야 하기 때문에, 공사비 산정시 오차율을 줄이기 위한 노력이 필요하다.
고층건물은 공사비 규모가 크고 어느 건설사업보다 공사비 리스크가 높다는 점에서 면밀하고도 철저한 공사비 관리가 필요하다. 공사비 관리는 계획 단계에서부터 세부적인 요소를 설정하고 분석하여 예산을 수립하고 설계 진행 단계별로 공사비의 추적 관리가 필요하며 이를 차기 설계에 반영하는 것이 중요하다. 따라서 본 연구는 설계초기단계 골조공사비 예측시 오차범위를 줄이고, 설계단계별 추적 관리의 기초자료로 활용하기 위하여, 고층건물의 골조공사비를 대상으로 수직․수평 요소(Element)를 기반으로 한 설계초기단계 골조공사비 예측모델을 개발하는데 목적이 있다.
높이에 따른 비용중심의 공사비 선행연구를 기반으로 하여, 본 논문에서는 골조공사비에 대하여 높이에 따른 비용과 물량기반의 공사비를 연구하였다. 비용 기반의 골조공사비는 높이와의 관계에서 1차의 회귀식이 도출되었고, 건물의 높이가 상승할수록 해당 면적당 골조공사비는 증가하는 것으로 나타났다. 물량 기반의 골조공사비 연구에서는 주요 자재 물량과 높이, 연면적의 상관관계를 분석하였고, 그 결과 연면적 및 높이와 상관관계가 부족한 항목이 도출되었다. 따라서 골조공사비를 예측하기 위한 물량중심의 연면적 활용은 부적합하며, 연면적기반 물량 중심의 골조공사비 산정을 위해서는 요소로 세분화할 필요가 있다.
본 연구에서는 골조공사비의 구성요소(Component)를 요소(Element), 자재(Material), 설계요인(Factor)롤 구분하였다. 요소는 위치와 관계없이 같은 기능을 수행하는 건물의 주요부분으로 본 논문에서는 수직․수평을 요소로 정의하고 요소에 따른 관계계수를 도출하였다. 주요 계수는 형상 계수, 거푸집-콘크리트의 관계계수, 철근비이며, 각각의 주요계수들은 수직계수와 수평계수로 구분되고 수직계수는 높이에 따라 3개의 그룹으로 분류되었다. 도출된 관계계수를 이용하여 물량 산출이 가능한 골조공사비 예측 모델을 구축하고, 사례 비교를 통해 본 연구에서 제안한 모델의 유용성을 확인하였다.
수직·수평 요소에 의한 골조공사비 예측모델은 설계가 진행됨에 따라 발주자의 요구사항반영, 기타요인에 의한 설계변경 등의 추적 관리가 가능하고, 향후 제시된 기준에 따라 데이터를 축척하고 활용함으로써 골조 물량 및 골조공사비의 대비 오차율을 줄일 수 있을 것으로 기대된다. 향후 연구로는 데이터를 추가하여 이상치를 제거하여 관계계수를 도출하고, 고강도 재료 사용에 따른 견적의 정확도를 향상시킬 수 있는 연구의 진행이 필요하다.

주요어 : 골조공사비, 고층건물, 수직․수평 요소, 관계계수, 예측모델

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

As high-raised buildings are increased in domestic construction industry, the studies related with tall building are briskly conducted. However, the predicted method of construction cost per GFA(Gloss Floor Area) couldn't include the recognized theme that the cost of construction per square meter increases as building hight rises. Because the construction cost estimation of high-raised building at early design stage is conducted in lack of the examined data, the predicted method must be the more accurate to reduce the margin of error.
The high-raised building is important to manage the risk of the construction cost with respect to cost efficiency. In terms with elemental cost, the findings suggest that the element is defined at early design stage and tracking system is needed to control construction cost according to the process of design stage based on the element. The purpose of the study is that development of structural cost estimation model based on key element of high-raised building at early design stage in order to reduce the margin of error and keep track of the cost.
The 1st research conducted regarding the cost and height has established a relationship between the two factors which is represented by linear expression. The 2nd research conducted regarding the quantity of material, height and GFA couldn't explain relationship with the above mentioned component. It is necessary to classify the Vertical and Horizontal Element in order to suggest the cost model based on the quantity of material.
In this study, the component of structural constriction cost is classfied as the member of framework(Element), material, design factor. Elements are defined as major parts of the building which always perform the same function, the element is defined as vertical and horizontal in this study. The research elicits of the coefficient for the relation between material through the proposed element. The major are a formwork coefficient through a type of slab and shape of floor, a coefficient between formwork, concrete and rebar ratio. The suggested cost estimation model is made of above mentioned coefficients and examined unit rate and was verified by examination projects.
I hope that this research paper can contribute to making the cost model more effective and satisfactory to concerned in construction or budget department and manage keeping track of the cost. Therefore, more continuous research has to be performed to make reliable cost based on over 50 examined data.

Key words : Structural cost, High-rised Building, Vertical and Horizontal Element

목차 (Table of Contents)

• 1. 서론 1
• 1.1 연구 배경 및 목적 1
• 1.2 연구 범위 및 방법 2
• 2. 예비적 고찰 5
• 2.1 공사비 산정의 고찰 5
• 2.1.1 공사비 산정 개념과 프로세스 5
• 2.1.2 단계별 공사비 산정방법 9
• 2.1.3 공사비 예측의 정확도 13
• 2.1.4 공사비 산정제도 및 공사원가구성 15
• 2.2 공사비 관련 선행연구 고찰 21
• 2.3 분석 방법론 24
• 2.3.1 회귀분석방법 24
• 2.3.2 사례기반추론 31
• 3. 고층건물의 골조공사비 구성요소 분석 34
• 3.1 전문가 면담을 통한 견적 현황조사 34
• 3.1.1 전문가 면담의 개요 34
• 3.1.2 골조공사비 면담조사 결과분석 35
• 3.2 골조공사비 분석의 개요 36
• 3.2.1 골조공사비 사례분석 방향 37
• 3.2.2 사례분석 프로젝트의 개요 39
• 3.3 높이에 따른 연면적기반 골조공사비 사례분석 42
• 3.3.1 높이에 따른 골조공사의 비용 분석 42
• 3.3.2 높이에 따른 골조공사의 물량 분석 50
• 3.3.3 연면적 기반 골조공사비 분석의 한계점 55
• 3.4 수직·수평 요소기반 골조공사비 사례분석 56
• 3.4.1 골조공사비 요소분석 56
• 3.4.2 골조공사비 수직·수평 요소기반 물량분석 61
• 3.4.3 요소기반 관계계수 활용 72
• 4. 설계초기단계 요소기반 골조공사비 산정 74
• 4.1 골조공사비 예측모델의 프레임워크 74
• 4.1.1 골조공사비 예측모델 개발방향 74
• 4.1.2 개발모델 구성요소 정의 76
• 4.1.3 모델 개발을 위한 관계계수의 정리 79
• 4.2 요소별 골조공사비 예측모델의 개발 83
• 4.2.1 골조공사비 예측모델 개발 절차 83
• 4.2.2 수직․수평 요소기반 골조공사비 예측모델링 84
• 4.3 골조공사비 제안모델의 효용성 검증 97
• 4.3.1 검증 개요 97
• 4.3.2 모델의 정확도 측정 및 기대효과 101
• 5. 결론 105
• 참고 문헌 108
• 부록 111
• 부록 A. 골조공사비 분석 및 예측모델에 관한 면담조사지 111
• 부록 B. 골조공사비 수량기반 기준시점 가격지수표 118
• 영문 초록 120
• 감사의 글 122