R&D최종보고서
| 과제고유번호 | 201414CHUD-C061948-03 | |||||
|---|---|---|---|---|---|---|
| 연구사업명 | 국토교통기술촉진연구사업 | |||||
| 연구과제명 | 내화피복이 없는 층고절감형 7.5m 보의 3시간 내화성능 확보 공법 개발 | |||||
| 총 연구기간 | 2012-04-10 ~ 2015-02-09 | |||||
| 연구책임자 | 김흥열 | |||||
| 당해년도 참여 연구원수 |
6명 | 총 연구기간 참여 연구원수 |
12명 | |||
| 당해년도 연구비 |
정부 : 180,000,000 원 기업 : 60,000,000 원 계 : 240,000,000 원 |
총연구비 | 정부 : 542,000,000 원 기업 : 185,000,000 원 계 : 727,000,000 원 |
|||
| 연구기관명 | 한국건설기술연구원 | |||||
| 등록 발간번호 | - | |||||
| ISBN | ||||||
| 주요 내용 |
최근 건축물이 대형화, 고층화 되어감에 따라 장스팬과 층고절감에 대한 요구가 증대되고 있는 추세에서 국내？외에서 층고절감에 효과적인 새로운 합성 보에 대한 연구는 많이 진행되고 있지만, 층고절감에 효과적이면서 장경간 적용이 가능한 합성 보에 대한 개발은 매우 부족한 실정이다. 따라서 건축물에 빈번하게 사용되고 있는 부재인 철골 보와 철근콘크리트 보의 단점을 보완하고 혁신적인 형태의 웨브를 도입하여 프리스트레스 도입효율을 향상시킴으로써 구조성능 및 장스팬 무피복이 가능하고 우수한 내화성능을 확보할 수 있는 프리스트레스트 매립형 합성보 시스템의 개발하여 내화성능 실험과 FEM해석을 통하여 개발 모델의 합리성을 검증하고자 한다. 이러한 개발 구조 부재의 내화성능 확보 및 검증은 특히 9.11테러로 잘 알려진 월드트레이드 센터(WTC)의 사례에서 그 필요성을 매우 크게 확인 할 수 있다. 테러 당시 월드트레이드 센터(WTC)는 비행기 연료에 의한 강한 화염으로 골조의 약화현상이 발생하였고 이로 인하여 구조물이 붕괴되었으며 동시에 막대한 경제적?인적 피해를 일으켰다. 이러한 실 사례를 통하여 건축물에 사용되는 모든 부재는 내화성능 설계를 통해 내화성능 인증을 받음으로서 건축물 화재 시 사용자의 대피시간을 확보해야 할 필요성이 매우 크게 대두되고 있다. [최종목표] 국내 장스팬 합성구조인 PS 파형 합성보의 경우, 실구조 스팬길이로 구조적 내화성능을 평가할 수 있는 실험장비의 확보가 이루어지지 못했던 과거의 경우 합성구조의 특성상 우수한 경제성 및 성능을 보유하고 있음에도 불구하고 내화성능 확인 불가 및 이로인한 내화성능 미확보로 인해 우수 신공법의 건설현장에 활용되지 않고 있는 기술적 문제점을 해결하고 국내 최초로 7.5m 장스팬 조건에서의 3시간 내화성능을 확보한 무피복 합성구조 시스템 기술을 확보 및 실물 가열실험을 통한 기술검증, 대상 부재의 현장적용을 위한 보-기둥 접합부 상세설계방안의 개발을 통한 우수한 현장적용성 확보를 기반으로 PS 파형 합성보의 제품화 및 실용화 기술력을 향상시키고자 한다. [연구내용 및 범위] 본 연구에서는 국내 최초로 진행되는 7.5M스팬의 무피복 장스팬 합성보의 우수한 내화성능을 확보할 수 있는 공법을 개발하고 이를 FEM해석으로서 예측할 수 있는 해석 모델의 개발을 수행하고자 한다. 따라서 효율적인 연구 수행을 위해 각 연구연차별로 주관 및 공동 연구기관에서의 연구 수행에 대한 역할 분담을 통해 연구의 내용과 범위를 설정하여 연구를 진행하고자 한다. 1차년도: 기존의 슬림플로어 보와 일반 합성보, 그리고 본 연구의 대상 부재인 PS 파형웨브 합성보가 목표 내화성능 시간 90분을 확보 할 수 있는 방안을 두고 부재 제작 및 실험 수행을 실시한다. 또한 대상 부재의 현장 적용을 위해 연속화 시공공법 및 접합부의 상세를 개발하고 적용대상 현장에 직접적인 설계적용을 실시하여 실제 시공시의 문제점을 도출하여 애로사항을 제시한다. 2차년도: 대상 부재 및 기존의 슬림플로어 보의 목표 내화성능 시간 120분 확보를 위한 내화성능 향상 방안을 제시하여 내화실험을 수행하고, 1차년도에 개발된 연속화 공법 및 접합부 상세에 대한 FEM해석 모델을 개발한다. 이러한 해석 모델의 개발은 그 합리성이 검증이 된다면 특정 부재의 내화성능을 보다 신속하고 경제적으로 예측해볼 수가 있을 것이다. 또한 개발 기술(PS 파형웨브 합성보)을 직접 시공현장에 적용하기 위해 접합부 상세와 연속화 공법에 관한 기술지원을 함으로서 실제 현장적용에 따르는 개발 모델의 애로사항을 확인하고 개발 기술의 건설신기술을 도모할 수 있다. 3차년도: 7.5M스팬의 대상 부재를 내화구조로서 공인 3시간의 인증을 위한 내화성능 확보 공법을 개발하여 실물 실험을 수행하고 실험결과를 근거로 하여 개발된 해석모델의 해석 결과의 합리성 검증을 수행한다. 또한 접합부 상세 및 연속과 공법에 대하여 기존의 시공상의 애로사항에 대한 보완을 통해 우수한 현장 적용성을 확보 할 수 있도록 한다. 특히 실제 현장에 적용이 매우 용이하며 내화구조로서 공인 인증 3시간의 성능을 확보 하게 되면 민간 기업으로의 기술이전과 동시에 내화성능설계를 위한 발판을 마련할 수 있을 것으로 사료된다. |
|||||
| 색인어 | 한글 | 프리스트레스 | 파형웨브 | 슬림플로어 | 내화 | 합성보 |
| 영문 | Prestress | Corrugated Web | Slim Floor | Fire Resistance | Composite Beam | |
| 최종보고서 | [첨부2] 내화피복이 없는 층고절감형 7.5m 보의 3시간 내화성능 확보 공법 개발 최종보고서.pdf | |||||