R&D최종보고서
| 과제고유번호 | 202121AUDP-C146352-04 | |||||
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| 연구사업명 | 도시건축연구사업 | |||||
| 연구과제명 | 건축물 비구조요소 내진성능 확보기술 개발 | |||||
| 총 연구기간 | 2018-04-13 ~ 2021-12-31 | |||||
| 연구책임자 | 오상훈 | |||||
| 당해년도 참여 연구원수 |
4명 | 총 연구기간 참여 연구원수 |
18명 | |||
| 당해년도 연구비 |
정부 : 1,196,000,000 원 기업 : 683,000,000 원 계 : 1,879,000,000 원 |
총연구비 | 정부 : 4,304,000,000 원 기업 : 2,478,000,000 원 계 : 6,782,000,000 원 |
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| 연구기관명 | 부산대학교 산학협력단 | |||||
| 등록 발간번호 | - | |||||
| ISBN | - | |||||
| 주요 내용 |
○ (비구조요소 정의) 건축물 구성요소 중 주요 구조부재에 연결되어 있지만 외부하중을 지지하지 않는 것으로서, 주거 연속성을 확보하기 위해 건축물 내의 고유한 기능을 수행하는 소재 및 부품 또는 시스템(ISO 13033,ISO 3010) 지진발생시 피해가 예상되는 넓은 의미의 비구조요소는 건축, 설비요소뿐 아니라 가구나 장비 등의 내용물, 그 외 건물외 요소(액체저장탱크, 옥외부착물, 적재설비 등)까지 포함함 ○ (비구조요소의 지진피해) 국내외 국내 경주지진(2016), 포항지진(2017) 발생하여 커튼월, 유리 등 외장재 손상 및 낙하, 천장재 파손 및 낙하, 조적 비구조벽체, 치장벽체 균열 및 붕괴, 가스 및 수도 배관 파손 등 건축물 비구조요소 피해가 발생하였으며, 이는 구조요소 손상에 의한 피해보다 3배 이상 규모가 큼, 지진시 비구조요소는 자체 손상, 낙하 및 전도로 직？간접적 인명 및 재산 피해뿐만 아니라 설비 및 중요 장비의 파손에 따른 건축물의 기능 상실로 2차 및 3차 피해로 연계되어 대규모 피해 발생 가능성이 높으므로 지진에 대한 안전성이 반드시 확보되어야 함 ○ 비구조요소의 내진성능 확보를 위한 연구 항목 ？ (비구조요소 분류 및 성능 목표 수준 정의) 비구조요소의 동적 거동, 정착 방법과 중요도 등을 고려하여 종류 및 현황 분류가 선행되고, 분류에 따라 건물의 성능목표에 부합하도록 비구조요소 성능목표 수준을 설정, 각 부재별 동적거동 특성 및 지진 취약도를 고려하여 성능 목표별 수준 정의 필요 ？ (신축 건물 비구조요소의 내진설계기준 고도화) 국내 비구조요소 제품 특징, 정착 상세, 재료 및 부품 상세, 시공 현장 조건 등 국내 실정을 반영한 내진설계기준 개발, 시공 불량으로 인한 성능저하를 방지하기 위한 시방서, 유지관리를 위한 점검리스트 등을 개발 ？ (기존 건물 비구조요소의 내진성능 평가 및 보강) 기존 건물의 중요도에 따라 주요 비구조요소에 대한 내진성능을 평가하고 내진성능 부족시 내진 보강을 통한 안전성 확보 필요 ？ (실험적 성능 검증) 비구조요소의 지진 안전성 확보 기술은 실험을 통한 성능 검증이 반드시 선행되어야 하며, 실험 결과의 신뢰성 확보를 위해 성능검증 실험 기준 개발 및 표준으로 등록하여 활용되어야 함 ○ 비구조요소 지진 안전성 확보의 중요성 - 비구조요소의 내진설계기준 고도화를 통한 재난피해 저감 - 비구조요소의 내진성능 확보를 통한 국민 불안감 해소 - 비구조요소 내진설계 기술 확립을 통한 기술력 제고 - 공통 적용이 가능한 내진설계기준 개발을 통한 비구조요소 제품 개발 환경 조성 - 국제 교류를 통한 비구조요소 내진성능 확보 기술의 신뢰성 검증 - 비구조요소 DB 구축 및 공유를 통한 지속 발전 가능성 마련 - 엔지니어 실무자 교육을 통한 비구조요소 내진설계 기술 함양 및 비전문가 대상 내진보강 솔루션 제공 ○ (선행연구현황) 정부지원에 의한 국가차원의 비구조요소 관련 연구 미비 ？ (정부정책) 비구조요소 안전성 관련 정책 연구는 미수행 ？ (설계기준) 관리부처별, 산업별 내진기준 연구가 일부 수행하였으나 내진설계 비전문가 수행 ？ (실험검증) 방송통신설비 외 비구조요소에 대한 내진 성능 검증 실험 방안 부재 ？ (제품개발) 중소기업 주도로 한 일부 제품 기술 개발이 수행되었으나, 기준 및 검증 방안 미비 ？ 「도시건축연구사업 SPEC연구단」: 비구조재 지진 안전을 위한 설계？시공 가이드 I,II 출판, 커튼월, 외장재, 매달린 천장, 액세스플로어 등의 내진보강 및 설계 등에 대한 지침 제시하였으나, 일부 요소에 국한되고 국외 기준을 준용한 수준으로 실험적 성능 검증 부족, 국내의 비구조요소 제품 특징 및 시공 조건의 특성을 반영하지 못함 (아주대, 숭실대, 서울대 참여) ？ 「건설분야 기술？제품의 검증을 위한 성능기반 표준실험절차 개발 연구」: 일부 비구조요소의 내진성능 평가를 위한 표준 실험절차를 개발 중, 본 연구에서는 선행 연구결과를 전체 비구조요소의 성능검증 실험기준과 연계하여 상호·보완하고, 성능평가기준 및 설계기준 개발을 위한 참조표준으로 활용하고자 함 (KOCED, 부산대 참여) [최종목표] ○ (최종연구목표) 비구조요소 내진설계기준 고도화 및 기존 건축물의 비구조요소 내진성능 향상기술 개발 ○ 세부 목표 및 달성 목표 ① 건설기준(KDS) 내 비구조요소 부분 개정(안) 제안 - 국내 실정을 고려한 비구조요소 정의 수정 및 제품별 상세 재분류 - 비구조요소 유형별 동적거동특성 및 취약도 DB 구축 - 실증기반 주요 비구조요소 내진성능수준 정의 - 건축구조기준 설계하중(KDS 41 10 15) 비구조요소 관련 규정 상세 연구 ② 내진설비공사 표준시방서 개정(안) 및 건축 비구조요소 표준시방서 제정(안) 제시 - 내진 목표수준을 고려한 비구조요소 설치상세 제시 - 내진설비 공사 표준시방서(KCS 31 50 10 15) 개정(안) 및 건축 비구조요소 시방 제정(안) 개발 - 비구조요소 내진설계 해설서(예제집) 개발 ③ 비구조요소 내진성능 검증절차 및 방법 개발 - 층간변형을 고려한 표준 정적실험방법 절차 개발 - 국내 실정을 고려한 층응답스펙트럼 규정 및 표준 동적실험방법 개발 - 비구조요소 내진성능 검증을 위한 표준 해석절차 개발 ④ 기존 건축물 비구조요소 내진성능 향상을 위한 방안 개발 - 기존 설비기기 내진성능 평가절차 및 방안(지침서) 개발 - 주요 비구조요소의 내진성능 향상(보강)기술 개발 및 현장적용 [연구내용 및 범위] ○ (1차년도) 국내 설치현황 및 지진 취약도 분석을 통한 비구조요소별 내진성능수준 정의 - 주관연구기관(부산대학교): 건축비구조요소 설치 현황 조사 및 외장재 지진 취약도 평가 - 공동연구기관(서울시립대학교): 국내외 조적 및 칸막이벽체 상세 및 보강기술 조사, 취약도 평가를 위한 대표모델 설정 및 해석모델 수립 - 공동연구기관(서울대): 국내외 건축비구조요소 내진설계 및 성능평가 기술현황 분석 - 공동연구기관(아주대): 천장 및 이중마루 지진피해 유형분석 및 해석을 통한 안전성 평가 - 공동연구기관(숭실대): 기계설비 비구조요소 설치 현황 기반 취약도 평가 - 공동연구기관(국토교통연구인프라운영원): 건축물 내 수조 및 액체저장 용기에 대한 지진 취약도 평가 ○ (2차년도) 비구조요소 설계기준, 시방 및 기존 시설물 내진성능평가 방안 개발 - 주관연구기관(부산대학교): 내진설계 공통적용에 따른 각 수준별 내진성능 규정(안) 개발 - 협동연구기관(서울시립대학교): 조적 및 칸막이벽체의 대표 모델의 지진취약도 평가 - 공동연구기관(서울대): 비구조요소 내진설계를 위한 지진하중모형 평가 및 개선방안 도출 - 공동연구기관(아주대): 기존 천장 및 이중마루 내진성능평가 실험을 통한 지진거동 평가 및 성능수준의 정의 - 공동연구기관(숭실대): 전기 비구조요소 취약도 평가 및 기계전기 비구조요소 면진장치 보완상세 개발 - 공동연구기관(국토교통연구인프라운영원): 적재설비 및 옥외 부착구조물의 지진 취약도 평가 ○ (3차년도) 건축물 비구조요소 내진성능 검증기술 개발 및 보강기술의 개발 - 주관연구기관(부산대학교): 외장재 내진성능 향상기술 개발 - 협동연구기관(서울시립대학교): 조적 및 칸막이벽체 진동대 실험을 통한 지진 안전성 확보기술 검증, 비구조요소 표준 내진상세(안) 수립 - 공동연구기관(서울대): 석고보드 천장시스템 내진성능평가 방안 및 내진보강기술 개발 - 공동연구기관(아주대): 국내 실정을 고려한 천장 및 이중마루의 내진표준상세 개발 및 성능평가 - 공동연구기관(숭실대): 기계 및 전기 비구조요소 면진장치 보완상세 실증과 성능평가, 보강방안 개발 - 공동연구기관(국토교통연구인프라운영원): 설치 형식별 비구조요소 내진성능 검증방법 개발 ○ (4차년도) 건축물 비구조요소 내진설계기준, 내진상세 및 내진보강 지침서 개발을 통한 비구조요소의 내진성능 고도화 - 주관연구기관(부산대학교): 건축물 비구조요소 내진설계기준(안) 개발 - 공동연구기관(서울시립대학교): 조적 및 칸막이벽체 지진 안전성 확보기술 제시, 비구조요소 표준 내진상세(안) 제시 및 검증 - 공동연구기관(서울대): 국내 실정을 고려한 비구조요소 표준설계하중 제안 및 석고보드 천장시스템 내진성능 고도화 - 공동연구기관(아주대): 기존 건축물 비구조요소 내진보강 지침서(안) 개발 - 공동연구기관(숭실대): 기계 및 전기 비구조요소 표준시방서 개정(안) 개발 - 공동연구기관(국토교통연구인프라운영원): 수조, 적재설비 및 옥외부착구조물의 내진설계 가이드라인 개발 |
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| 색인어 | 한글 | 비구조요소 | 지진 | 설계기준 | 내진성능 | 내진보강 |
| 영문 | Non-structural components | Earthquake | Design standards | Seismic performance | Seismic retrofit | |
| 최종보고서 | 2.최종보고서.pdf | |||||