R&D최종보고서
| 과제고유번호 | 201008지역기술B-02 | |||||
|---|---|---|---|---|---|---|
| 연구사업명 | 국토교통기술지역특성화사업 | |||||
| 연구과제명 | 기상이변 자연재해 극복을 위한 장경간 초경량 철골구조 농촌시설물 개발과 활용기술 | |||||
| 총 연구기간 | 2008-06-13 ~ 2011-06-12 | |||||
| 연구책임자 | 김영문 | |||||
| 당해년도 참여 연구원수 |
4명 | 총 연구기간 참여 연구원수 |
18명 | |||
| 당해년도 연구비 |
정부 : 1,917,000,000 원 기업 : 825,300,000 원 계 : 2,742,300,000 원 |
총연구비 | 정부 : 3,669,000,000 원 기업 : 2,445,300,000 원 계 : 6,114,300,000 원 |
|||
| 연구기관명 | 전북대학교 | |||||
| 등록 발간번호 | - | |||||
| ISBN | ||||||
| 주요 내용 |
- 구조적으로 안전한 농촌시설물의 기술력 확보의 필요성 “보다 안전하고 넓게”, “보다 생산적이며 환경 친화적으로”, “재해능력을 지닌 최첨단 기술”, 농촌시설물에서는 많은 생산량확보와 자연재해에 안전한 구조물을 요구하고 있다. 이러한 요구들은 특히 농촌인구의 고령화와 농촌시장개방에 따른 새로운 변화에서 기인하고 있다. 새로운 농촌시스템 개발의 요구되고 있는 상황에 따라 장경간 초경량 기술력 확보는 최근 더욱 더 중요한 과제로 대두되고 있다. -방재+생산 능력을 향상시킨 새로운 형태에 따른 구조시스템의 필요성 현재 농촌시설물의 95%를 자치하고 있는 비닐하우스를 대체하기 위하여 정부에서1990년 중반부터 재해에 안전한 유리온실 보급을 하고 있지만, 경제성과 계절에 따라 논과 밭에 설치하는 시설재배의 특성 때문에 2000년 후반부터는 제한적으로 보급을 하고 있는 실정이다. 기존의 파이프 구조 형태의 비닐하우스를 대체하기 위한 다양한 많은 연구들을 해왔지만, 근본적인 경제성을 해결하기에는 어려움이 많았다 . 이러한 농촌시설물에서 비닐하우스는 파이프구조에서 재해예방을 위한 새로운 형태의 변화에 대한 연구가 필요하게 되었으며, 유리온실과 축사의 경우는 기존의 철골시스템에서 경제적이고 효율적인 PEB시스템을 이용한 조립식 구조의 연구가 대부되게 되었다. 이러한 새로운 시스템의 구축은 농촌분야의 국제경쟁력 약화의 타개책 및 대단지화를 통한 고용창출과 농촌시설물에 대한 지역 건설 분야의 기술개발이 절실히 요구된다. -새로운 설계 및 시공기법 개발의 필요성 장경간 초경량 농촌시설물이 건설되기 위해서는 재료의 경량화와 그에 맞는 구조시스템의 개발 및 설계/시공 기법이 절실히 필요하다. 비닐하우스와 축사 및 유리온실의 모듈화(폭:4.8m,9.6m,14.4m)을 위한 건설기술개발에 따른 다양한 보급형 농촌시설물을 개발하여 보급하는 방안에 대해서 연구가 필요하다. - 환경 친화적 건축물의 실용화 필요성 농촌시설물의 재해에 의한 파괴에서 비닐하우스가 가장 많이 발생하고 있다. 재해에 의한 폐자재(비닐, 파이프)의 발생비율이 감소하게 될 것이다. 특히 농촌에서 발생하는 폐비닐에 의한 농지의 산성화의 개선에 따른 생산량 유발효과가 있다. 최종적으로는 이러한 기술들을 성공적으로 개발하여 농촌시설물의에 대한 방재능력과 생산능력의 향상과 보급화가 될 수 있는 초경량 장경간 농촌시설물 건설이 가능한 기술 개발을 하고자 한다. “초경량 장경간 철골구조 농촌시설물의 건설 및 실용화 방안에 관한 연구”를 목표로 하고 있는 본 연구과제에서는 1. 장경간 초경량 철골구조 설계 기술개발 2. 장경간 초경량 철골부재의 성능 요소평가 기술개발 3. 장경간 초경량 철골부재의 모듈화를 위한 첨단 시공기술 개발 및 보급화 기술 핵심 기술 개발 범위는 1) 농촌시설물의 맞춤형 최적화 기법 개발, 2) 형태와 배치별 하중평가 시스템 개발, 3) 접합부 해석 및 설계, 4) 표준도면 개발 5) 부재요소별 구조성능실험 개발 6) 시설물의 모듈화된 구조시스템 구축 7) 현장실측기법 개발 8) 전체구조물에 대한 계측 기법 개발 9) 부재별 모듈화와 부품화 기술 개발 10) 시공 치침서와 유지관리 시스템구축 11) 안전하고 효율적인 시공방법 개발 12) 보급과 활용화를 위한 기법 13) 통합프로그램 시스템 개발 14) 새만금 적용을 위한 다양한 활용방안 연구 15) 시범시설물 구축을 통한 안전성 검토 [최종목표] 본 연구단의 최종목표는 호남지역과 기타지역에서 발생하는 기상이변 자연재해 극복을 위한 “장경간 초경량 철골굽조 농촌시설물 개발과 활용기술”이며, 호남지역의“ 전문가 그룹과 중소기업을 주축으로 하는 관련기업들의 협력을 바탕으로 기반/핵심기술 개발”이라는 슬로건 아래 농촌방재기술의 국내기술의 자립을 통하여 , 재해복구비용의 약 20%의 절감과 재해예방에 의한 생산 및 수출증가율 5%을 향상,국내시설재배면적에서 19%을 차지하는 호남지역의 건설생산유발로 이어지는 파급효과를 기대하고자 한다. [연구내용 및 범위] 최종목표를 달성하기 위해 본 연구과제는 아래와 같이 3개의 관련 분야로 세분화되며, 상호 유기적인 협력관계를 이루어 최종목표를 이루어 낼 것이다. 1. 장경간 초경량 철골구조설계 기술개발은 3종류의 농촌시설물에 대해서 방재성능이 보완된 철골부재의 표준도면을 완성하는데 있다 - 비닐하우스의 장경간 초경량 철골구조시스템 개발 (1) 기존 비닐하우스모델에 대한 구조 현황 및 문제점 분석 (2) 농가맞춤형 내재해 비닐하우스 최적설계시스템 개발 (3) 안전성 향상 및 자재절감을 위한 단동 비닐하우스 표준모델 개발 (4) 대량보급을 위한 농촌시설물별 철골구조에 대한 표준 설계도서 D/B구축 - 축사및창고의 장경간 초경간 철골구조시스템 개발 (1) PEB 구조시스템 관련 설계기준에 대한 분석 (2) 재해방지 PEB 축사/창고 기본 모델 개발 (3) 재해방지 PEB 축사/창고 표준 모델 개발 (4) PEB 축사/창고 표준 모델의 보급화를 위한 표준 설계 D/B 구축 - 유리온실의 장경간 초경간 철골구조시스템 개발 (1) 작업하중등을 고려한 지역별 설계 재해하중(폭설, 태풍, 돌풍 등) 평가 (2) 장경간 초경량 변단면 철골구조시스템 설계를 위한 최적화 프로그램 개 발 및 구조설계 지침서 작성 (3) 대량보급을 위한 농촌시설물별 철골구조에 대한 표준설계도서 D/B 구축 (4) 기술 개발 내용에 대한 실용화 특허 출원 및 후속 연구 2. 장경간 초경량 철골부재의 성능요소평가 기술에서는 농촌시설물에 대한 안전성 확보를 위한 성능실험을 실시하여 재해성능이 보완된 시설물을 설 계하는데 자료를 제공하여 성능평가 가이드라인 제안 - 장경간 철골 농촌시설물의 재해하중 평가기술 (1) 다양한 농촌시설물의 하중평가를 위한 평가모델제작기법 개발 (2) 농촌시설물에 대한 규모 와 형태 풍동실험 실시 (3) 농촌시설물의 종류별 배치에 따른 풍동실험 실시 (4) 방재철골 구조시스템의 형태별 풍하중과 설하중 평가모델 개발 - 장경간 초경량 철골부재의 요소성능평가 기술개발 (1) 적용 소재의 적정 강도등급 선정 및 평가 (2) 최적 부재단면의 선정 및 평가 (3) 구조부위별 단위부재의 구조성능 평가 (4) 지붕골조 및 벽체골조 수직방향 안정성 평가 - 실측에 의한 농촌시설 구조물의 전체성능평가 기술개발 (1) 비닐하우스 및 관련 구조물의 구조피해 사례 분석 (2) 진동계측에 근거한 비파괴형식의 구조물 안정성 평가방법 조사 및 분석 (3) 다양한 아치구조의 적설하중 지지능력을 평가하기 위한 실험방법 개발 (4) 시스템판별 및 후처리 해석으로부터 구조 특성치 추출 3. 장경간 초경량 철골부재의 모듈화를 위한 첨단 시공기술개발에서는 철 골부재의 시공요소별 연구와 경제성 확보를 위한 모듈화 및 부품화 기법 에 대한 연구와 사용자(농민)가 쉽게 접근하여 사용할 수 있는 통합된 설 계시스템을 구축하기 위한 원스텝서비스가 가능한 통합시스템 구축 - 초경량 철골자재 부품화 및 시공요소기술 개발 (1) 기존 농촌시설물에 대한 다양한 현장의견 분석 및 조사 (2) 기존 농촌시설물에 대한 도면 조사 (3) 기존 농촌시설물별 재료 부재의 내구연한 측정 (4) 농촌시설물에 대한 구조, 시공, 재료 등의 통합검토 시스템 개발 - 장경간 초경량 농촌 시설물 구축을 위한 Web-based P-C-M (1) 기초연구 및 관련 자료조사 (2) 국내외 농촌시설물 현황조사 및 분석 (3) 전체 시스템의 Menu Tree 및 GUI(초안) 설계 (4) 농촌 시설물별 유지관리 지침서 작성 및 웹 DB화 -실용화 및 보급화 방안연구 (1) 장경간 초경량 농촌시설물의 타당성 분석 (2) 장경간 초경량 시스템의 표준화 모델 개발 (3) One-Stop Service가 가능한 통합화된 프로그램 개발 및 통합시스템 개발 (4) 시범시설물을 이용한 장경간 농촌 시스템 구축을 위한 평가모델 개발 |
|||||
| 색인어 | 한글 | 농촌시설물 | 장경간초경량 | PEB시스템 | 통합시스템 | 실용화 |
| 영문 | agricultural facilities | long-span superlight-weight | PEB (Pre-Egineered Metal Building) System | Integration System | Practical Use | |
| 최종보고서 | [최종]20110612_기상이변 자연재해 극복.pdf | |||||