R&D최종보고서
| 과제고유번호 | 201818CTAP-C129746-02 | |||||
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| 연구사업명 | 국토교통기술촉진연구사업 | |||||
| 연구과제명 | 두께 10 mm급 강판을 절곡하여 제작한 합성구조의 기둥이음 및 보-기둥접합을 위한 무용접 내진접합기술 개발 | |||||
| 총 연구기간 | 2017-04-01 ~ 2018-12-31 | |||||
| 연구책임자 | 엄태성 | |||||
| 당해년도 참여 연구원수 |
5명 | 총 연구기간 참여 연구원수 |
8명 | |||
| 당해년도 연구비 |
정부 : 210,000,000 원 기업 : 70,000,000 원 계 : 280,000,000 원 |
총연구비 | 정부 : 360,000,000 원 기업 : 120,000,000 원 계 : 480,000,000 원 |
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| 연구기관명 | 단국대학교산학협력단 | |||||
| 등록 발간번호 | - | |||||
| ISBN | - | |||||
| 주요 내용 |
○ 최근 TSC보, ACT기둥, PSRC기둥, OCFT기둥 등 두께 10mm 내외의 얇은 강판을 절곡하여 이용하는 신합성공법이 전통적인 SRC 및 CFT 합성공법을 빠르게 대체하고 있다. 이러한 신합성공법은 강판 두께가 얇아 기둥이음 및 보-기둥 접합부 시공이 어렵고, 용접을 하더라도 우수한 접합부 내진성능을 확보하기 쉽지 않다. ○ 이 연구에서는 얇은 강판을 사용하는 신합성구조를 위하여 현장용접을 없애 시공성을 개선한 무용접 내진접합 공법을 개발하고, 구조실험을 통하여 내진성능을 검증하고자 한다. [최종목표] 두께 10mm급 얇은 강판을 절곡하여 사용한 합성구조의 내진성능 확보를 위한 기둥이음ㆍ보-기둥접합부용 무용접 내진접합 공법 개발 ○ 충전형 및 매입형 합성기둥을 위한 무용접 이음공법 개발 ● 인장볼트를 이용한 앵글매입형 합성기둥용 앵글이음상세 개발 및 실험을 통한 합성기둥 이음부 구조성능 검증 ● 관통철근을 사용한 충전형 합성기둥용 기둥강판 이음상세 개발 및 실험을 통한 합성기둥 이음부 구조성능 검증 ○ 충전형 보-기둥 합성접합부를 위한 무용접 내진접합공법 개발 ● 관통철근을 이용한 외부 보-기둥 합성접합부의 내진모멘트접합 상세 개발 및 실험을 통한 접합부 내진성능 검증 ● 관통철근을 이용한 내부 보-기둥 합성접합부의 내진모멘트접합 상세 개발 및 실험을 통한 접합부 내진성능 검증 ○ 개발 상세에 대한 시공성 및 경제성 평가 [연구내용 및 범위] 개발기술 설명 - 볼팅을 하는 무용접 관통철근을 사용하여 기둥 이음부 및 보-기둥 접합부를 시공하는, 시공성 및 내진성능을 개선한 얇은 절곡강판 이용 합성구조용 내진접합 공법 - 무용접 관통철근: 한쪽 단부는 볼팅(마찰볼트이음, slip-critical joint)으로 합성보ㆍ기둥 강판에 접합되고, 나머지 단부는 콘크리트에 갈고리 형태로 매입되어 콘크리트 정착으로 힘을 전달하는 내진접합 요소 - 기둥 이음부에서 현장조립 및 설치가 용이하고 보-기둥 접합부에서 용접부 응력집중 완화 가능 현 단계 기술 한계 - 현재 비용절감을 위하여 두께 10mm 내외의 얇은 강판을 절곡하여 제작하는 다양한 합성공법(ACT기둥, PSRC기둥, OCFT기둥, TSC보, HYFO보 등)이 개발되어 있지만, 내진성능에 대한 의구심이 해소되지 않아 적용확대에 어려움을 겪고 있음. - 기존 관통철근, 관통강판 등을 사용한 대안상세가 연구되었으나 현장용접에 따른 시공성 저하가 현장적용의 걸림돌로 작용 - 만약 현장용접 없이 기둥 이음부와 보-기둥 접합부의 내진접합이 가능한 공법이 개발된다면, 관련 합성공법 현장적용 확대와 그로 인한 고용 창출 효과 기대 가능 기술수요에 대응한 최종성과물 도출 - 현 단계 기술애로사항과 업계 기술수요에 대응하여, 이 연구개발과제에서는 “무용접 내진접합용 관통철근 제품 개발 및 현장적용 확대를 위한 내진성능 검증 기술자료”를 최종성과물로 개발하려고 함. - 즉, 최적 관통철근 상세를 제안하고 이를 적용한 무용접 기둥이음부 및 보-기둥접합부의 내진성능을 실험으로 검증함으로써, 개발 제품의 현장적용을 기술적으로 뒷받침함. - 개발하는 무용접 내진접합용 관통철근은 얇은 강판을 사용한 합성기둥, 합성보, 합성접합부 등에 두루 사용할 수 있는 범용 내진접합요소로 활용할 수 있으며, 특허 및 디자인 등록을 통한 제품화 가능 볼트인장 앵글이음 상세 및 설계법 개발 - 볼트인장 앵글이음 상세 개발 및 설계개념 정림 - 설계기준, 기존 연구에 대한 조사·분석 - FEM해석을 통한 이음부 성능 평가 합성기둥 이음부 구조실험 - 합성기둥 이음 실험체 설계 및 제작 - 실험체 가력 및 계측계획 수립 - 실험수행 및 데이터 계측 합성기둥 이음부 구조성능 및 현장적용성 평가 - 강도, 강성, 파괴모드 등 실험결과 분석 - 현장적용을 위한 이음부 설계지침 작성 - 필요할 경우 이음부 상세 개선안 도출 관통철근 기둥이음 상세 및 설계법 개발 - 관통철근 상세 개발 및 설계개념 정립 - 설계기준, 기존 연구에 대한 조사·분석 합성기둥 이음부 구조실험 - 합성기둥 이음 실험체 설계 및 제작 - 실험체 가력 및 계측계획 수립 - 실험수행 및 데이터 계측 합성기둥 이음부 구조성능 및 현장적용성 평가 - 강도, 강성, 파괴모드 등 실험결과 분석 - 현장적용을 위한 이음부 설계지침 작성 - 필요할 경우 이음부 상세 개선안 도출 충전형 합성 보-기둥 접합부를 위한 무용접 내진접합 공법 개발 및 접합부 구조성능 실험 검증 - 관통철근을 이용한 무용접 보-기둥 내진접합상세 개발 - 구조실험을 통한 보-기둥 접합부 구조성능 검증 무용접 보-기둥 내진접합부 현장 적용성 검토 - 무용접 보-기둥 내진접합공법의 제작성·시공성 검토 관통철근을 사용한 무용접 보-기둥 내진접합 상세 및 설계법 개발 - 외부 및 내부 접합부를 위한 관통철근 내진접합상세 개발 및 설계개념 정립 - 설계기준, 기존 연구에 대한 조사·분석 내부 및 외부 보-기둥 접합부 내진실험 - 내부(+형)·외부(T형) 보-기둥 접합부 설계/제작 - 반복가력실험 수행 및 데이터 계측 무용접 보-기둥 접합부 내진성능 및 적용성 평가 - 강도, 연성, 파괴모드 등 내진성능 분석 - 현장적용을 위한 보-기둥 접합부 설계지침 작성 - 필요할 경우 내진접합상세 개선안 도출 |
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| 색인어 | 한글 | 합성공법 | 기둥이음 | 보-기둥접합부 | 내진접합 | 강-콘크리트 합성 |
| 영문 | Composite construction | Column splice | Beam-column connection | Seismic connection | Steel-concrete composite | |
| 최종보고서 | 두께 10mm급 강판을 절곡하여 제작한 합성구조의 기둥이음 및 보-기둥 접합을 위한 무용접 내진접합기술개발 최종보고서.pdf | |||||