R&D최종보고서
| 과제고유번호 | 201616TLRP-C123731-01 | |||||
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| 연구사업명 | 교통물류연구(일반) | |||||
| 연구과제명 | 지진 등 자연재해에 대비한 물류센터 시설물 내진기술 및 기준 개발 | |||||
| 총 연구기간 | 2016-12-26 ~ 2018-06-25 | |||||
| 연구책임자 | 허광희 | |||||
| 당해년도 참여 연구원수 |
8명 | 총 연구기간 참여 연구원수 |
9명 | |||
| 당해년도 연구비 |
정부 : 500,000,000 원 기업 : 170,000,000 원 계 : 670,000,000 원 |
총연구비 | 정부 : 500,000,000 원 기업 : 170,000,000 원 계 : 670,000,000 원 |
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| 연구기관명 | 건양대학교 산학협력단 | |||||
| 등록 발간번호 | - | |||||
| ISBN | - | |||||
| 주요 내용 |
(적재설비의 정의) 물류창고의 제한된 공간을 효율적으로 활용하기 위하여 강재 또는 이와 유사한 재질로 다단 적재된 물건의 하중을 지지할 수 있는 비구조요소 - (랙의 종류) 국토교통부 국가물류통합정보센터에 의하면 랙 구조물의 종류는 5종으로 분류 ① 파렛트 랙(Pallet Rack) : 파렛트 단위로 물품을 적재하는 랙 ② 적층랙(Mezzanine Rack) : 선반을 다층식으로 겹쳐 쌓은 랙 ③ 모빌랙(Mobile Rack) : 다단의 선반이 이동식 레일에 의해 변형이 가능한 랙 ④ 암랙(Arm Rack) : 외팔지주걸이 구조로 된 랙 ⑤ Carton Sliding Rack : 랙 구조와 경사진 컨베이어를 결합한 유동랙 (랙 구조물 특성) 자체 중량에 비하여 무거운 활하중을 지지할 수 있고, 높은 구조로 제작 가능. 최근 물류의 증가에 따라 제한된 공간에서도 많은 물류를 보관할 수 있도록 다단화, 고층화 되고 있음. - 랙은 건축물과 일체화 되지 않으므로 일반적인 구조물 설계 기준을 적용할 수 없음. 즉, 랙은 기존의 설계 기준이 아닌 랙 자체의 구조에 대한 평가를 수행하는 설계기준 마련이 요구됨. 특히 지진이 예상되는 지역의 랙은 지진하중에 견딜 수 있는 설계기준이 필요 - 국내에서는 랙의 내진설계기준이 별도로 정립되지 않은 상황에서 물류 보관에 폭넓게 사용되고 있으며, 랙에 저장되는 물류는 일반적인 적재방식에 의해 저장, 보관되는 물품에 비하여 고가인 것이 대부분으로 지진 발생 시 손실되는 물류는 랙 설비의 손상으로 인한 복구비용 보다 큰 경제적 손실 가져올 수 있음 - 물류설비는 건축물 내에 설치되는 비구조요소의 하나로, 물류창고 내에서 적재물의 낙하는 시설 내의 작업자의 생명에 큰 위험요인이 됨. 지진하중으로 인한 랙의 손상이 물류의 피해로 이어지는 경우가 있는 반면, 랙의 손상 유무와 상관없이 낙하로 인하여 물류가 손상도 발생하고 있는 실정 - 랙 구조는 비용적 문제로 유연성이 큰 것이 대부분으로 이러한 구조는 수평 및 수직제의 연결강성, 지지점의 앵커 등 설계가 어려움에 따라 그 거동 예측이 쉽지 않음 (연구개발 대상) 본 연구에서는 지진시 및 발생 후에도 랙 구조물에 적재된 보관품의 낙하 및 구조물의 붕괴를 방지하기 위한 기술을 개발하는 것으로서, 다양한 랙 구조물 중 파렛트 랙 및 적층랙과 같은 고층화 랙을 주요 개발 대상으로 함 (적재설비의 중요성) 사전적 의미의 물류는 원·부자재가 생산형장에 투입되어 공장에서 완제품을 생산, 출하해 최종 소비자에게 공급되는 수송·하역·포장·보관 등의 전과정을 의미. 이러한 물류는 소규모의 상인으로 이루어졌던 자영업의 구조가 대규모 마트와 같은 기업형 구조로 변화하면서, 물류의 중요성이 운반에서 보관으로 변화. 물류의 보관을 위하여 많이 사용되고 있는 강재 랙은 1980년대 도입된 후 대부분의 물류시설에서 적용하고 있을 정도로 급격히 증가 [최종목표] (최종목표) 규모 7.0급 지진 대비 물류센터 적재설비의 내진성능향상을 위한 장치 및 시제품 개발 (세부목표) 물류센터 적재설비 내진설계기술 개발, 규모 7.0급 지진대비 적재설비 내진제품기술 개발, 내진성능기준(안) 및 관리 매뉴얼 개발 (참여기관별 연구목표) ① (주관기관 : 건양대) 물류센터 적재설비 내진설계기술 개발 - 국내 물류센터 적재설비 특성분석을 통한 지진 취약설비 선정 - 적재설비의 목표 내진성능 결정 및 설계방법 연구 - 유압댐퍼를 이용한 적재설비 지진력 저감 기술 개발 ② (공동1 : 유노빅스) 규모 7.0급 지진대비 적재설비 내진제품기술 개발 - 적재설비 붕괴 및 적재물 낙하 방지를 위한 내진보강 장치 개발 - 우각부 보강용 제진댐퍼 개발 및 설계기술 개발 - 내진 및 제진 적재설비 시제품 개발 및 적용 ③ (공동2 : 국토교통연구인프라운영원) 내진성능기준(안) 및 관리 매뉴얼 개발 - 보강요소 소재, 부품에 대한 성능실험 - 개발된 내진 및 제진 적재설비의 내진성능 검증실험 - 적재설비 내진성능기준(안) 및 운영관리 매뉴얼 개발 [연구내용 및 범위] 본 연구과제는 최종적으로 규모 7.0급 지진 발생 시 물류센터 적재설비의 안전성을 확보하기 위하여 내진성능 기술 및 내진 설계 기술을 개발하는 것임. 이러한 최종 목표를 달성하기 위하여 학계와 연구기관, 그리고 산업체가 상호 협력하여 연구개발 체계를 구축하여 진행할 계획임. (주관기관 : 건양대학교) 물류센터 적재설비 내진설계기술 개발을 목표로 이론적 연구과 실험적 연구를 진행 - 국내 물류센터 적재설비 특성을 고려한 지진 안정성 분석을 위하여, 지진하중에 노출된 기존 물류센터 적재설비의 손상 및 안전성능 평가를 위한 적재설비의 유한요소모델을 개발 - 부재 단위 반복실험 및 시스템 단위 진동대 실험을 통해 수치해석 모델을 정확성과 효율성을 검증하여, 이를 바탕으로 비구조 부재인 적재설비의 지진취약도 기반의 내진 안전성능 평가 프로세스를 제안 - 기존 적재설비의 내진 성능을 향상시키기 위하여 다양한 제진 장치를 적용한 적재설비들의 개발 - 적재설비의 수치해석 모델 검증을 수행한 후 지진 취약도 분석을 수행함으로써 개선된 적재설비의 안전성과 경제성을 검토 - 안전성과 경제성 검토를 통한 다양한 제진 장치 후보군들에 대한 가장 합리적인 적재설비를 제안 - 위탁연구기관인 Sanwa Tekki Corp.과 공동연구를 진행 (공동연구기관 : 유노빅스) 규모 7.0 급 지진 대비 적재설비 내진제품기술 개발을 목표로 기술적 연구를 진행 - 국내외 적재설비 내진설계 기술 현황 및 관리체계를 수집 및 분석 - 국내 적재설비에 적합한 내진 제품의 설계를 진행 - 주관연구기관인 건양대학교 및 해외위탁연구기관인 Sanwa Tekki Corp.과의 기술 협력을 진행하여 지진력 저감 장치 기술을 개발 및 장치의 시제품을 제작 - 적재설비에 내진 및 제진 기술을 적용한 적재설비 시제품을 개발 (공동연구기관 : 국토교통연구인프라운영원) 내진성능기준(안) 및 관리 매뉴얼 개발을 목표로 실험적 연구 및 실험 결과의 분석을 통한 취득 자료의 정립을 진행 - 적재설비를 대상으로 부재 단위의 반복 실험과 시스템 단위의 진동대 실험을 진행하여 해당 자료를 주관기관인 건양대학교에 전달 - 유노빅스의 국내외 적재설비 내진 설계 기술 현황 및 관리체계를 분석하여 내진성능기준의 기본틀을 작성 - 주관기관과 해외위탁기관에서 개발한 제진 장치와 유노빅스에서 개발한 내진장치를 적재설비에 적용하여 진동대 실험을 진행, 해당 자료의 분석 - 각 연구기관의 연구 결과를 취합하여 적재설비 설계, 설치 및 운영관리 매뉴얼을 개발 (연구한계) 물류센터의 형상, 특성에 따라 다양한 랙 구조가 설치되어 사용되고 있으므로, 본 연구에서는 해석적 방법에 의해 지진에 취약한 랙 구조형상 및 설치방법 등을 선정하고 개발한 장치를 적용한 실험을 수행함으로써 그 성능을 입증하고자 함 - 국내에서 사용되고 있는 적재설비의 종류에 대하여 시장 및 문헌 조사를 수행한 후 가장 보편적으로 사용되는 기존 적재설비 형태를 채택 - 일반적으로 종방향(통로방향) 프레임은 모멘트 골조(moment frame)이고, 횡방향(통로직각방향) 프레임은 가새 골조(braced frame)로 구성됨. - 현재 표준 적재설비의 규격이 정형화 되지 않은 관계로 일반적으로 사용되는 파렛트의 규격을 기준으로 다음과 같이 적재설비의 규격을 가정할 수 있음. (가정한 랙 구조물 및 하중작용 방향) - 또한, 일반적으로 하나의 랙을 독립적으로 사용하지 않고, 두 개의 랙을 다음의 그림과 같이 병렬로 배치하여 적용한 경우에 대해서도 지진력 저감 성능을 확인할 계획임. 이에 따라 본 연구에서는 독립형 랙과 병렬로 배치된 랙을 대상 구조물로 선정하고자 함 |
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| 색인어 | 한글 | 물류창고 | 적재설비 | 내진성능 | 제진장치 | 내진설계 |
| 영문 | warehouses | loading facilities | seismic safe performance | seismic control device | seismic safe design | |
| 최종보고서 | 02 별지6 최종보고서_교통물류-최종평가의견반영.pdf | |||||