R&D최종보고서
| 과제고유번호 | 202121CTAP-C152179-03 | |||||
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| 연구사업명 | 국토교통기술촉진연구사업 | |||||
| 연구과제명 | 취약한 공공건물의 생애주기 지진붕괴확률 50% 저감하는 내진보강설계 원천기술개발 | |||||
| 총 연구기간 | 2019-04-19 ~ 2021-12-31 | |||||
| 연구책임자 | 한상환 | |||||
| 당해년도 참여 연구원수 |
4명 | 총 연구기간 참여 연구원수 |
13명 | |||
| 당해년도 연구비 |
정부 : 329,000,000 원 기업 : 109,667,000 원 계 : 438,667,000 원 |
총연구비 | 정부 : 597,000,000 원 기업 : 199,001,000 원 계 : 796,001,000 원 |
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| 연구기관명 | 한양대학교산학협력단 | |||||
| 등록 발간번호 | - | |||||
| ISBN | - | |||||
| 주요 내용 |
○ (사회이슈해결) 취약한 공공건물의 생애주기 지진붕괴확률 50% 저감하는 내진보강 설계 원천기술개발을 연구목표로 연구를 진행함. ○ 연구개발 주요 내용은 다음과 같음. 그림 1에 연구목표와 내용을 정리하였음. (1) 생애주기 지진붕괴확률 평가위한 건물의 위치한 대상 (임의의)지역의 지진 재해도 기반 입력지진하중 선정방법/소프트웨어 구축, (2) 취약 공공건물 기존 실험결과와 제한된 실험결과를 보완하기 위한 시뮬레이션을 기초한 부재특성 데이터 베이스구축, (3) 취약 공공건물 지진붕괴확률 평가위한 정밀 및 간략 해석법 구축, (4) 공공건물 지진붕괴확률 50% 저감 위한 보강 설계법/소프트웨어 개발은 이분야 전문가인 한양대학교 내진진동연구실 (한상환교수)에서 분담하고, (5) 최적의 대상건물 보강기법 선정을 위한 효율적 대체 실험방법 구축은 많은 부재실험 노하를 갖고 실험관련 특허개발 실적이 풍부한 (주)페트라텍 (강병국대표)가 분담하여 원활하고 전문적인 연구진행을 하도록 함. [최종목표] 취약한 공공건물의 생애주기 지진붕괴확률 50% 저감하는 내진보강 설계 원천기술개발 (1) 생애주기 지진붕괴확률 평가위한 건물의 위치한 대상 (임의의) 지역의 지진 재해도 기반 입력지진하중 선정방법/소프트웨어 구축 (2) 취약 공공건물 기존 실험결과와 제한된 실험결과를 보완하기 위한 시뮬레이션을 기초한 부재특성 데이터 베이스구축 (3) 취약 공공건물 지진붕괴확률 평가위한 정밀 및 간략 해석법 구축 (4) 공공건물 지진붕괴확률 50% 저감 위한 보강 설계법/소프트웨어 개발 (4) 최적의 대상건물 보강기법 선정을 위한 효율적 대체 실험방법 구축 [연구내용 및 범위] 연구목표를 달성하기 위한 주요 연구 내용은 다음과 같음. ○ 취약한 공공건물의 생애주기 지진붕괴확률 50% 저감하는 내진보강 설계 원천기술개발을 연구목표로 연구를 진행함. 연구목표의 구체성, 타당성 및 도전성을 확보하기 위한 중간 및 최종성과물을 그림 3으로 표시하였음. ○ 과제의 완성을 위하여 주관기관인 한양대학교 내진진동연구실 (한상환교수)과 공동연구관인 실험경험이 풍부한 페트라텍 (강병국대표)이 참여함. 주관연구기관에서는 다음네가지 항목을 담당할 것임: (1) 생애주기 지진붕괴확률 평가위한 건물의 위치한 대상 (임의의)지역의 지진 재해도 기반 입력지진하중 선정방법/소프트웨어 구축 (2) 취약 공공건물 기존 실험결과와 제한된 실험결과를 보완하기 위한 시뮬레이션을 기초한 부재특성 데이터 베이스구축 (3) 취약 공공건물 지진붕괴확률 평가위한 정밀 및 간략 해석법 구축 (4) 공공건물 지진붕괴확률 50% 저감 위한 보강 설계법/소프트웨어 개발. 공동연구기관에서는 (5) 최적의 대상건물 보강기법 선정을 위한 효율적 대체 실험방법 구축을 담당할 것임. 공동연구기관인 페트라텍은 많은 부재실험 노하를 갖고 실험관련 특허개발 실적이 풍부하여 원활하고 전문적인 연구진행이 가능할 것임. ○ 각 네가지 항목은 다음과 같은 세부 연구목표를 바탕으로 수행될 것임: (1) 생애주기 지진 붕괴확률을 결정하기 위하여 지진 재해도에 따른 입력지반 운동 선정이 필수적임. 따라서 국내 계기지진과 지질 특성 DB를 활용 및 구축하고 이에 대한 알고리즘을 개발할 것임. 또한 이를 바탕으로 재해곡선 기반 목표 응답스펙트럼을 구축하고, 지반운동 선정 알고리즘을 개발하고, 입력지진하중선정 소프트웨어를 구축할 것임. (2) 공공건물의 붕괴해석을 위한 비선형구조해석 모델을 구축하기 위하여 구성 부재특성 DB구축이 되어야 함. 이를 위하여 취약공공건물의 부재특성 DB 자료를 확보하고 이에 대한 실험체를 제작할 것임. 또한 실험결과 기반 구조부재 수치모델을 완성하고 시뮬레이션을 통하여 취약 공공건물 부재특성 데이터 베이스를 구축할 것임. (3) 공공건물 생애주기 지진 붕괴확률 평가를 효과적으로 하기 위한 간략해석법 개발은 반복계산을 요구되는 계산비용과 복잡한 비선형 해석모델의 어려움을 해결할 수 있는 실무적 중요한 사항임. 이를 위하여 공공건물 정밀해석 모델과 간략모델을 구축하고 대상건물에 대한 해석을 수행할 것임. 또한 간략모델 해석 수행을 위한 소프트웨어를 구축하여 해석법에 대한 소프트웨어를 구축할 것임. (4) 대상공공건물의 최적의 내진보강방법을 결정하기 위하여 기존 개발된 갸별적 보강기법에 대하여 구조실험 진행하는 것은 매우 큰 비용과 시간이 소요됨. 이를 해결한 대체 실험방법 제안하여 최적의 보강방법 선정시 활용할 것임. 이는 실제 구조부재의 실험 결과에 대한 분석을 바탕으로 이를 대체할 수 있는 대체부재 시작품을 제작할 것임. 또한 대체 부재를 이용한 구조실험을 통하여 최적의 보강방법에 대한 선정을 수행하고 타당성을 평가할 것임. (5) 공공건물은 지진후 기능을 유지하여야 하는 중요건물이므로 지진붕괴확률 50% 저감시킬 수 있는 정확한 보강설계법과 소프트웨어 개발할 것임. 이를 위해 공공건물의 붕괴해석방법을 구축하고 해석을 수행할 것임. 또한 붕괴확률 모델을 구축하고 이를 바탕으로 붕괴확률 50% 저감 위한 보강 설계법 제안 및 소프트웨어를 개발할 것임. |
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| 색인어 | 한글 | 공공건물 | 붕괴확률 | 내진보강 | 대체실험체 | 소프트웨어 |
| 영문 | public building | collapse probability | seismic retrofit | alternative specimen | software | |
| 최종보고서 | [연번 2]_[서식 1] 최종보고서 (보완본).pdf | |||||