R&D최종보고서
| 과제고유번호 | 202121CTAP-C152105-03 | |||||
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| 연구사업명 | 국토교통기술촉진연구사업 | |||||
| 연구과제명 | 노후 조적조 건물의 거주 중 내진보강을 위한 건식 및 바름형 FRM 적정기술 개발 | |||||
| 총 연구기간 | 2019-04-19 ~ 2021-12-31 | |||||
| 연구책임자 | 최경규 | |||||
| 당해년도 참여 연구원수 |
4명 | 총 연구기간 참여 연구원수 |
14명 | |||
| 당해년도 연구비 |
정부 : 326,000,000 원 기업 : 108,670,000 원 계 : 434,670,000 원 |
총연구비 | 정부 : 600,000,000 원 기업 : 200,010,000 원 계 : 800,010,000 원 |
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| 연구기관명 | 숭실대학교산학협력단 | |||||
| 등록 발간번호 | - | |||||
| ISBN | - | |||||
| 주요 내용 |
국내 전체 건축물 중 소규모 조적조 건물은 250만여 동이고 그 중 30년 이상 노후화된 조적조 건물은 143만여 동으로 기존 건축물 중 다수를 차지함 이들 소규모 조적조 건물은 대체로 전문가에 의해 설계 또는 구조설계가 되지 않았고, 증·개축이 빈번히 이루어지므로 구조적 안전성이 특히 우려됨. 또한 조적 세로 줄눈의 취약성으로 인하여 실험 결과 실제 조적조의 전단응력성능은 0.1MPa 내외로 횡력에 대한 저항성이 극히 취약함. 조적조 건물의 대부분이 소규모 서민주택인 점을 감안할 때 공사에 따른 이주 비용이 발생하지 않고 거주 상태에서 보강이 가능하며 비용 면에서 경제적인 국민 체감형 기술 개발이 필요함. 대표적인 기존의 조적조 건물 내진보강공법으로는 철근콘크리트 보강공법, 철골 보강공법과 FRP 부착 보강공법, 또는 강판부착 보강공법이 있음. 철근콘크리트 보강공법의 경우 보강성능은 우수하나 철근 설치 등을 동반하고, 습식 시공이 불가피하므로 작업성이 떨어지고 보강 후 건물의 사용까지 1달 이상이 소요되므로 거주자 입장에서 불편이 큼.철골 보강공법은 건축물 외부에 설치가 가능하고 구조성능이 우수하나 건물 전체에 시공하고 기초부를 전면 보강해야 하므로 보강량과 보강비용이 과다한 실정임 FRP 또는 강판부착 보강공법의 경우, 실험실 조건에서와 달리 실제 조적조 건물에서는 벽체의 표면 노후화와 재료 이질성으로 인하여 보강부의 탈락이 우려되고 시공의 난이도가 높아 현장 적용성 및 실효성이 떨어짐. 조적조 보강 시 재료 이질성으로 인한 부착 성능 검증이 필수적임. [최종목표] 조적조 건물 거주자의 비용 지불 능력과 기존 내진보강공법의 적용성에 대한 종합적인 분석 결과, 조적조 건물에 적합한 내진보강공법의 타당한 개발 방향은 다음과 같음. 거주 상태에서의 보강이 가능하도록 건식 공법, 반건식 공법 또는 바름형 공법이 개발되어야 함. 조적 벽체와 보강 재료의 이질성을 극복하고 보강 요소 간 연결부 상세의 성능이 검증되어야 함. 공기가 짧고 시공이 간편하여 경제성을 확보할 수 있는 적정 수준의 내진보강공법의 개발이 필요함. 따라서 노후화된 조적조 건물을 간편하게 내진보강하기 위하여, 날개벽형 FRM 프리캐스트 패널 내진보강공법(건식/반건식 거푸집 겸용)과 조적벽체 고강도 FRM 바름 일체성 향상 보강공법을 개발하고 거주 상태에서의 적용성을 실증하는 것이 본 연구의 최종목표임. [연구내용 및 범위] 노후화된 조적조 건물을 실용적으로 내진보강하기 위하여 (1) 날개벽형 고강도 FRM(건식/반건식 거푸집 겸용) 내진보강공법 실증 및 특허 추진 (2) 고강도 FRM 바름 일체성 향상 내진보강공법 실증 및 특허 추진 (3) 개발된 보강공법을 적용한 시작품 제작 및 관련 설계·시공 매뉴얼(안) 작성을 통해 거주 상태에서의 적용성을 실증하는 데 있음. 프리캐스트 패널은 공장제작 공법으로써 현장에서 간편하게 시공할 수 있으며 건식/반건식 공법으로 활용도가 높음. 따라서 거주 상태에서 작업이 가능하며 경제적인 기술이므로 조적조 보강에 실용적이고 적합한 공법이라고 할 수 있음. 이러한 프리캐스트 패널의 개발 시 자중 경량화, 높은 인장 및 전단강도와 연성능력의 확보가 관건임. 따라서 FRM(Fiber Reinforced Mortar) 또는 FRC(Fiber Reinforced Concrete)가 적정 기술 개발에 사용할 수 있는 보강재료임 다만, 노후화된 조적조 벽체와 보강요소 간 연결부 상세 개발과 패널의 경량화에 대한 연구, 그리고 실용성과 시공 간편성을 검증하는 것이 선결 사항임. 이를 통하여 부착 성능을 실증함. 조적조는 수직 줄눈이 밀실하게 채워진 경우와 그렇지 않은 경우의 전단강도에 약 2.5배의 큰 차이가 있으며, 대부분 줄눈의 사춤상태가 불량하여, 개선 또는 조적개체간 일체성 강화 시 상당한 전단강도 증진 효과가 예상되며 추가적으로 조적벽체의 단면적 증대효과를 얻을 수 있음. 모르타르에 섬유 혼입 시 우수한 인장강도를 가지는 피복과 조적개체 사이의 부착강도에 의해 조적벽 일체성 개선 정도가 크게 향상될 것으로 예상됨. 거주 중 건물 외부에서 용이하게 시공 가능하여 적정기술로서 적합함. 외부 치장조적벽 표면에 적용 시 내부 구조벽체 또는 슬래브와의 연결을 위한 접합상세 개발 및 내진성능 실험 검증 필요. 연구목표 1: 조적벽 내진보강 연결부 상세 개발 및 성능 실증: 프리캐스트 패널 정착 부, 패널-패널 간 연결부 소재 성능 실험 (구조체의 목표 보강성능 달성, 적합한 실험 방법 제시). 연구목표 2: 고강도 FRM 조성 및 두께에 따른 프리즘 압축, 인장, 전단강도 정량화 등 조적 벽체 소재 실험: 고강도 FRM 바름 보강 조적조 압축강도 20% 향상, 전단강도 50 % 향상(ASTM C 1314, ASTM E 519 등 실험 규격 사용). 연구목표 3: 날개벽형 고강도 FRM 내진보강공법개발 및 구조성능 실증 : 프리캐스트 건식 패널/반건식 거푸집 겸용 패널 개발 (표준 조적조 건물의 붕괴방지 성능 확보를 위한 적정 보강 목표 도출 및 검증, 보강 후 구조성능 약 100% 개선). 연구목표 4: 조적벽체 고강도 FRM 바름 일체성 향상 보강공법 개발 및 구조성능 실증 (강재 활용 등 기존 공법과의 비교를 통하여 붕괴방지 성능 확보를 위한 적정공법 개발 보강목표 도출, 외부 치장벽돌에 적용한 목표성능 검증) |
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| 최종보고서 | 2. [서식1] 최종보고서-수정,보완.pdf | |||||