R&D최종보고서
| 과제고유번호 | 201414CHUD-C061971-03 | |||||
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| 연구사업명 | 국토교통기술촉진연구사업 | |||||
| 연구과제명 | 곡선 주름강판을 이용한 건축용 제진장치 개발 | |||||
| 총 연구기간 | 2012-04-10 ~ 2015-02-09 | |||||
| 연구책임자 | 강주원 | |||||
| 당해년도 참여 연구원수 |
4명 | 총 연구기간 참여 연구원수 |
16명 | |||
| 당해년도 연구비 |
정부 : 255,000,000 원 기업 : 85,000,000 원 계 : 340,000,000 원 |
총연구비 | 정부 : 755,000,000 원 기업 : 259,000,000 원 계 : 1,014,000,000 원 |
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| 연구기관명 | 영남대학교 산학협력단 | |||||
| 등록 발간번호 | - | |||||
| ISBN | ||||||
| 주요 내용 |
정부의 2002년 국가기술지도(National Technology Road Map)에서는 10년 후 1인당 국내총생산량(GDP) 2-3만 달러, 국가 종합경쟁력 세계 10위를 지향한 5대 국가과학기술발전 비전을 설정하여 다양한 분야에서 R&D사업과 연구가 진행되어 왔으며, 2010년 기준 1인당 약 2.5만 달러의 GDP를 기록하고 있으며, 구체화된 기술발전 비전의 장이 열릴 시기이다. 상기 비전을 구체화한 환경/에너지 프론티어 진흥 부문 로드 맵에서 건설산업 분야의 발전 전략의 핵심은 인간과 자연이 상생하는 인프라 건설로서 친환경,자원절약형 건축기술의 개발은 건축의 미래 비전이자 현재의 이슈라고 할 수 있다. 지금까지 건설산업 분야의 친환경,자원절약형 건축기술은 설비부문과 환경부문에서의 문제로만 인식되어 왔다. 그러나 건설산업 분야의 친환경,자원절약형 건축기술이 가장 큰 발전을 이루었다고 평가되는 일본에서조차도 구체적인 친환경,자원절약형 건축구조시스템의 프로토타입은 제시하지 못하고 있는 실정이다. 그 이유는 환경학적 해결문제와 더불어 공학적 접근을 포함한 재난에 관한 안정성도 구조물 설계에 포함되기 때문이다. 최근 들어 비교적 지진 안전지대로 인식되어진 우리나라에서도 지진이 빈번하게 발생하고 있으며, 국내외 지진발생 추이가 꾸준히 증가하고 있다. 그러나 기존 구조시스템이 갖고 있는 많은 구조적 제약과 대안 기술의 부족으로 문제해결의 요구에 충분히 대응하지 못하고 있을 뿐만 아니라 최근 사회문제로 까지 대두되고 있는 재건축 및 리모델링 분야의 요구를 만족시키지 못하고 있다. 따라서 국내의 건축구조 분야의 재난 극복형 구조시스템과 장수명화, 재사용 및 재활용 가능한 친환경,자원절략형 기술의 연구개발이 시급히 요구되고 있으며, 환경 친화적이고 시공성 높은 에너지 흡수형 방재장치의 기술과 경제성을 고려한 제안기술의 표준 모델링관련 연구,개발은 매우 중요한 해결방안 중 하나이다. 또한, 구조 안정성과 재난 대비에 관한 문제는 필수 불가결한 문제이므로 당면하는 문제에 대한 새로운 방안은 여러 각도에서 연구되어야 하며, 재료의 특성에 기인한 에너지 흡수장치보다 절판구조와 같은 기하학적 형상에 기인한 흡수장치의 접근이 경제적인 측면에서 보다 유리하므로 주름형 에너지 흡수장치와 같은 대안기술의 연구가 반드시 필요하다. 이와 같은 연구의 개발은 재건축 및 리모델링 분야에 있어서 장수명화, 재사용 및 재활용 가능한 환경 친화적 대안 기술의 시스템 개발로 침체일로의 건설시장에 새로운 시장으로 인식되어 블루오션을 구축해 나갈 것이다. [최종목표] 본 과제의 최종 연구목표는 형태저항형 에너지 흡수 제진장치인 “곡선 주름강판을 이용한 건축형 제진장치 개발”을 최종목표로 연구개발을 수행하며, 핵심적인 연구수행내용은 다음과 같다. -형태저항 주름형상은 매끄러운 면으로 인해 전단강성의 효율성이 극대 화 되는 곡선형 주름을 대상으로 연구를 진행함. -절판 및 곡선형 주름형상을 가장 기본적인 형상으로 선정하여 연구를 수행함. -연구의 기본적인 개념과 연구진행절차는 SWOT분석에서 제시한 각각의 전략에 의해서 연구를 수행함. [연구내용 및 범위] 곡선 주름강판을 이용한 건축용 제진장치 개발과제의 최종 목표를 달성하기 위해 본 연구과제에서는 6개의 목표로 세분화하고 그에 합당한 연구를 진행할 것이다. 각 목표는 1)주름판의 전단좌굴성능 평가, 2)주름판을 이용한 제진장치 모형 개발, 3)주름웨브의 구조설계 프로그램 개발, 4)주름웨브의 실물실험을 통한 성능평가, 5)제진장치 표준 모델 및 설계방법 개발, 6)최적주름형상 제진구조모델 개발로 이루어진다. 각각의 주요 연구내용은 다음과 같다. -전단 좌굴 성능 평가를 위한 이론 연구 -주름형태의 단위 모듈 모형제작 -주름판을 이용한 제진장치 모형제작 -상용프로그램을 이용한 전단좌굴해석 -주름웨브 구조설계 프로그램 개발 -전단좌굴성능평가를 위한 실물테스트 -세장비에 따른 전단좌굴하중 분석 -전역 탐색기법을 이용한 최적설계 연구 -제진장치 표준 모델 및 설계방법 제안 -최적형상에 따른 전단좌굴능력 실물테스트 -최적주름형상 제진구조모델 개발 이를 각 연차별로 정리하면 다음과 같다. 1차년도에 전단좌굴 성능평가를 위한 이론 연구, 주름형태의 단위 모듈 모형제작, 주름 판을 이용한 제진장치 모형제작을 수행한다. 2차년도에 상용프로그램을 이용한 전단좌굴해석, 주름웨브 구조설계 프로그램 개발, 전단좌굴 성능평가를 위한 실물테스트, 세장비에 따른 전단좌굴하중 분석을 수행한다. 3차년도에 전역 탐색기법을 이용한 최적설계 연구, 제진장치 표준 모델 및 설계방법 제안, 최적형상에 따른 전단좌굴능력 실물테스트, 최적주름형상 제진구조모델 개발을 수행한다. 최종연구목표의 결과물에 대해서 에너지 흡수형 제진장치 개발이 당해 기술 연구성과물에 해당되며, 이들 연구를 위해 원천기술 아이디어의 기술정립과 원천핵심 세부기술을 유닛화 하기위한 목표를 아래와 같이 두 가지로 범위를 나누어 계획을 추진하도록 한다. - 주요 연구목표 Ⅰ - 최적주름형상 제안 및 지침서 : 최적주름형상을 제안하고 표준 모델을 제시하기 위한 이론적인 설계와 프로그램을 개발하여 실무 설계에 적용 - 주요 연구목표 Ⅱ - 제진주름강판의 성능검증 : 제진주름강판의 성능을 검증하기 위한 표준 모델의 모형과 실험을 통한 성능검증을 시도하여 평가 자료를 제시함과 더불어 다수의 특 허 획득으로 연구 개발성과의 실용화 주요 연구목표를 달성하기 위해서 3단계로 나누어 연구가 진행된다. 기본모률의 연구와 성능테스트를 통한 원천핵심기술의 획득 및 파생기술의 생성을 위한 설계법과 고안장치 등을 개발하는 순서로 연구를 진행한다. |
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| 색인어 | 한글 | 파형강판 | 사인파형 | 최적주름설계 | 에너지 흡수형 | 제진장치 |
| 영문 | Corrugated steel plate | Sinsoidal corrugation shape | Optimum corrugation design | Energy absorption type | Seismic control device | |
| 최종보고서 | 02-1. [2안 붙임 2-1 별지 14] 최종보고서 표준서식_곡선주름강판을 이용한 건축용 제진장치 개발.pdf | |||||