R&D최종보고서
| 과제고유번호 | 201717CTAP-C115068-02 | |||||
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| 연구사업명 | 국토교통기술촉진연구사업 | |||||
| 연구과제명 | 350톤의 탄소저감 확보를 위한 9층 목조건축물 공학목재-하이브리드 구조시스템 적용기술 개발 | |||||
| 총 연구기간 | 2016-06-22 ~ 2018-06-21 | |||||
| 연구책임자 | 이기학 | |||||
| 당해년도 참여 연구원수 |
5명 | 총 연구기간 참여 연구원수 |
8명 | |||
| 당해년도 연구비 |
정부 : 220,000,000 원 기업 : 77,000,000 원 계 : 297,000,000 원 |
총연구비 | 정부 : 400,000,000 원 기업 : 140,000,000 원 계 : 540,000,000 원 |
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| 연구기관명 | 세종대학교산학협력단 | |||||
| 등록 발간번호 | - | |||||
| ISBN | - | |||||
| 주요 내용 |
최종목표:350톤의 탄소저감 확보를 위한 9층 목조건축물 공학목재-하이브리드 구조시스템 적용기술 개발 이를 위해 다음의 연구개발 목표를 갖음 ① 8m 장스팬 적용을 위한 공학목재-콘크리트 합성 바닥구조시스템 개발 ② 9층 목구조 건축물 적용을 위한 공학목재-하이브리드 횡력저항시스템 개발 ③ 9층 목구조 적용을 위한 공학목재 하이브리드 접합부 설계기술 개발 ● 기술성: 공학목재-하이브리드 구조시스템을 통한 중고층 목조건축물 적용에 대해 수직하중 및 횡하중에 대한 구조저항시스템과 접합부의 설계기술을 확립하고 ● 경제성: 기존 일반 건축물 적용 기술 대비 경제성을 확보할 수 있는 장경간 공학목재-콘크리트 합성 바닥구조시스템을 개발하고 ● 기술의 수월성: 수직하중과 횡하중 설계에 대한 성능기반설계법의 개발을 통해 보다 명확하고 성능이 우수한 적정 설계기술을 개발하고 ● 기술의 보급 및 표준화: 설계자와 시공자에 관계없이 최소한의 안전성과 경제성을 보장하며 DB관리 및 축적을 통하여 향후 공학목재-하이브리드 구조시스템의 시공 용이성을 확보하고자 한다. [최종목표] ① 8m 장스팬 적용을 위한 공학목재-콘크리트 합성 바닥구조시스템 개발 ② 9층 목구조 건축물 적용을 위한 공학목재-하이브리드 횡력저항시스템 개발 ③ 9층 목구조 적용을 위한 공학목재 하이브리드 접합부 설계기술 개발 ● 기술성: 공학목재-하이브리드 구조시스템을 통한 중고층 목조건축물 적용에 대해 수직하중 및 횡하중에 대한 구조저항시스템과 접합부의 설계기술을 확립하고 ● 경제성: 기존 일반 건축물 적용 기술 대비 경제성을 확보할 수 있는 장경간 공학목재-콘크리트 합성 바닥구조시스템을 개발하고 ● 기술의 수월성: 수직하중과 횡하중 설계에 대한 성능기반설계법의 개발을 통해 보다 명확하고 성능이 우수한 적정 설계기술을 개발하고 ● 기술의 보급 및 표준화: 설계자와 시공자에 관계없이 최소한의 안전성과 경제성을 보장하며 DB관리 및 축적을 통하여 향후 공학목재-하이브리드 구조시스템의 시공 용이성을 확보하고자 한다. [연구내용 및 범위] ● 공학목재와 콘크리트 합성패널 슬래브에 대한 수직하중 지지능력평가 연구 ● 공학목재 하이브리드 접합부에 대한 목표성능 확보 및 모듈화 연구 ● 8m 장경간 확보를 위한 공학목재-콘크리트 합성패널의 대규모 실증 실험 ● 목구조 건축물용 횡력저항시스템 분류 및 프로토타입 선정 ● 성능기반 내진설계를 적용할 하이브리드 횡력저항시스템 결정 ● 성능기반설계를 위한 성능목표 및 지진하중 설정, 비선형모델 및 허용수준 결정 ● 하이브리드 횡력저항시스템 성능기반 내진설계 예제 및 매뉴얼 작성 ● 다이아프램과 RC 횡력저항시스템 연결부의 효율적 구조설계기술 개발 ● 하이브리드 구조시스템 목구조 접합부 내진성능향상 기술 개발 ① 공학목재-콘크리트 바닥구조시스템의 수직하중 지지능력을 고려한 해석모델 개발 ？ 실험연구와 향후 실용화를 진행하기 위한 공학목재-콘크리트 바닥구조시스템의 수직하중 지지능력 거동을 고려한 해석 모델을 개발함. 이를 위해 기존 바닥구조시스템의 실험결과를 수집하고 그 이력특성을 분석함. 이와 함께 공학목재와 콘크리트 합성부재에 따른 복합거동에 따른 효과를 파악할 수 있는 두 개의 이질적인 재료의 단면해석 모듈을 개발하고 복합재료에 대한 응력-변형률 모델을 개발, 확립함. ？ 해석 모델은 공학목재와 콘크리트 부재의 특성을 이용해서 합성 바닥구조시스템의 특성을 반영할 수 있도록 모델링함. 여기서 바닥구조시스템은 형상비와 경간 길이에 따라서 수직하중의 지지능력을 묘사하도록 모델링함. 이와 함께 공학목재와 콘크리트의 복합거동을 확보하기 위한 수직 전단스터드의 영향에 따른 모델링의 고려로 이를 통해 일체화의 특성을 반영한 전체 모델링을 완성함. ② 공학목재-콘크리트 합성바닥구조시스템의 대형스케일실험을 통한 성능실험 연구 ？ 수직하중을 지지하는 바닥구조시스템의 실험사례를 분석하고 복합거동에 따른 실험 특성을 분석함. 이에 따라 공학목재-콘크리트 바닥구조시스템의 형상비와 경간길이에 따른 실험 모델을 결정하고 본 연구에서 개발하고자 하는 공학목재와 콘크리트 합성작용에 대한 기본적인 해석 연구를 수행하고 이에 따라 실험체의 크기와 영향을 결정함. ？ 본 연구에서는 수직하중을 받는 공학목재-콘크리트 합성바닥구조시스템의 하중지지능력을 연구하기 위하여 특정 폭을 가진 합성 바닥판의 특성을 반영한 대형스케일 주고실험을 실시하고자 한다. 실험에 주요 변수로는 바닥구조시스템의 형상비와 경간길이에 따른 하중전달 메커니즘을 평가하고 이에 따른 두 이질적인 재료인 공학목재와 콘크리트의 영향을 조사하고자 함. |
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| 색인어 | 한글 | 공학목재 | 하이브리드 슬래브 | 하이브리드 접합부 | 성능기반설계 | 녹색건축 |
| 영문 | Engineering wood | Hybrid slab | Hybrid joint connection | Performance based design | Green architecture | |
| 최종보고서 | 02. 세종대_국토부_첨부2. 세종대_350톤 탄소저감 확보를 위한_최종보고서_CDver3.pdf 03. 세종대_국토부_최종차년도 연구개발계획서.pdf | |||||