R&D최종보고서
| 과제고유번호 | 201616TBIP-C092528-02 | |||||
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| 연구사업명 | 국토교통기술사업화지원 | |||||
| 연구과제명 | 시공성과 판폭두께비를 고려한 팔각 콘크리트 충전 강관합성기둥 | |||||
| 총 연구기간 | 2015-04-27 ~ 2017-04-26 | |||||
| 연구책임자 | 이승환 | |||||
| 당해년도 참여 연구원수 |
5명 | 총 연구기간 참여 연구원수 |
12명 | |||
| 당해년도 연구비 |
정부 : 115,000,000 원 기업 : 84,000,000 원 계 : 199,000,000 원 |
총연구비 | 정부 : 231,000,000 원 기업 : 168,000,000 원 계 : 399,000,000 원 |
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| 연구기관명 | (주)센벡스 | |||||
| 등록 발간번호 | 11-1613000-001878-01 | |||||
| ISBN | 없음 | |||||
| 주요 내용 |
본 과제를 통하여 팔각 콘크리트충전 강관기둥(Octagonal Concrete Filled Tube Column, OCFT 이하)의 제작성과 단면성능을 검증하고 접합부 내진성능, 내화성능, 그리고 기초성능을 확보하여 공법을 개발한다. 기술개발의 일정과 내용은 다음과 같다. 1차년도에는 Mock-Up을 통한 제작성, 시공성과 접합부 내진성능 및 내화성능을 확보한다. 1분기에는 Mock-Up을 통하여 제작과정에서 발생하는 문제점을 인식하고 해결책을 찾는 것과 실제 양산이 가능한 제작방법에 수렴하는 것을 목표로 진행 한다. 유니트 강판의 롤포밍과 용접접합과 같은 제작과정에서의 문제점과 콘크리트를 타설하여 배부름 현상과 같은 시공 시 발생하는 문제점을 확인한다. 2~3분기는 접합부 상세개발을 통한 내진성능 검증과 내화인증을 받을 것이다. 접합부 상세는 유한요소프로그램을 이용하여 설계할 계획이며, 접합부 상세가 개발되면 보와의 접합부 실험체를 선정하여 도면을 작성하고 실험체 제작을 하여 반복가력 실험을 통해 내진 성능을 검증 할 것이다. 내화실험은 국내 내화인증 실험업체에 의뢰를 하여 진행할 계획으로, 2시간이상의 내력성능을 확보한 내화인증서를 획득 할 것이다. 2차년도에는 OCFT기둥의 단면성능을 검증하는 것을 목표로 압축성능, 휨성능 및 기초실험 진행과 경제성을 검증한다. 1~2분기에 압축 성능 실험, 휨 성능 실험을 통한 단면성능 검증 실험을 시작으로 연구를 시작 할 계획이며, 실험 후 실험데이터를 수집하고 실험결과를 분석하여 연구개발 목표치인 KBC기준에 따른 합성보 설계식을 만족하는지 검토한다. 3분기에는 기초로써 사용성과 경제성을 만족하는지 기초재하실험을 진행 할 것이며, 4분기에는 선정된 실험체를 바탕으로 인증된 견적회사에 의뢰하여 OCFT의 경제성을 검증한다. 또한 실험결과를 토대로 표준 설계 및 제작 지침서와 논문을 작성하며 2차년도 보고서를 작성하는 것으로 과제 연구를 마무리 한다. [최종목표] 본 과제를 통하여 개발하려는 합성기둥은 4개의 유니트 강판을 기둥 모서리에서 상호 결합하여 강관이 전체적으로 팔각형을 이루도록 하는 팔각 콘크리트 충전 강관기둥으로 사각과 원형의 장점을 동시에 가져올 수 있을 뿐 만 아니라 현 합성기둥의 단점을 보완하면서 경제성, 시공성, 그리고 안정성을 확보할 수 있는 새로운 합성기둥공법이다. 기존 합성구조에서 나타나는 판폭두께비의 제한, 배부름 현상, 복잡한 단면보강의 문제점을 해결하고 강·약축에 따른 강판두께조절, 롤포밍 분절제작, 단면성능의 향상을 통한 물량절감 효과를 극대화하며 보-기둥 내진접합과 내화성능을 통하여 사용성 한계를 효과적으로 극복하는 신공법이다. 또한 개발된 합성기둥을 말뚝으로 활용하여 역타공법에 적용 시 다른 기둥에 비하여 PRD 천공직경을 감소시켜 경제적이고 공사기간을 단축시킬 수 있도록 하는 것을 최종 목표로 한다. [연구내용 및 범위] 본 과제를 통하여 강관 내부에 콘크리트가 충전되는 콘크리트충전 강관 기둥으로 양 단부에서 경사지게 절곡된 4개의 유니트 강판을 기둥 모서리에서 상호 결합하여 강관이 전체적으로 8각형을 이루도록 하는 8각 콘크리트충전 강관기둥 (Octagonal Concrete Filled Tube Column)의 단면성능을 검증하고 접합부 내진성능, 내화성능, 그리고 기초성능을 확보하여 공법을 개발한다. 기술개발의 일정과 내용은 다음과 같다. 1차년도에는 Mock-Up을 통한 제작성, 시공성과 접합부 내진성능을 확보한다. 1분기에는 Mock-Up을 통하여 제작과정에서 발생하는 문제점을 인식하고 해결책을 찾는 것과 실제 양산이 가능한 제작방법에 수렴하는 것을 목표로 진행 한다. 유니트 강판의 롤포밍과 용접접합과 같은 제작과정에서의 문제점과 콘크리트를 타설하여 배부름 현상과 같은 시공 시 발생하는 문제점을 확인한다. 2~3분기는 접합부 상세개발을 통한 내진성능 검증과 압축실험체 제작을 진행할 것이다. 접합부 상세는 유한요소프로그램을 이용하여 설계할 계획이며, 접합부 상세가 개발되면 보와의 접합부 실험체를 선정하여 도면을 작성하고 실험체 제작을 하여 반복가력 실험을 통해 내진 성능을 검증 할 것이다. 압축실험은 총 8개의 실험체를 제작할 예정이며, 2차분기에 실험을 진행하여 결과분석을 행할 예정이다. 2차년도에는 OCFT기둥의 단면성능을 검증하는 것을 목표로 압축성능, 휨성능의 실험 진행과 경시초성능을 알아보기 위한 기초실험을 수행한다. 또한, 내화인정을 추진하여 연구기간이 끝나기 전까지 인정을 받을 예정이다. 마지막으로, 타 공법과의 경제성 분석을 통해 개발된 기술의 우수함을 증명할 예정이다. 1~2분기에 압축 성능 실험, 휨 성능 실험을 통한 단면성능 검증 실험을 시작으로 연구를 시작 할 계획이며, 실험 후 실험데이터를 수집하고 실험결과를 분석하여 연구개발 목표치인 KBC기준에 따른 합성보 설계식을 만족하는지 검토한다. 3분기에는 기초성능 실험과 선정된 실험체를 바탕으로 인증된 견적회사에 의뢰하여 OCFT의 경제성을 검증한다. 추가적으로 일반적인 구조 부재와의 보-기둥 접합부 실험을 진행하여 연구성과의 객관성과 보편성을 확보할 예정이다. 또한, 3-4분기에 타 공법과의 경제성 비교 (공사기간, 비용 등)을 통해, 본 개발기술의 우수성을 객관적인 자료로 입증할 예정이다. 마지막으로 실험결과를 토대로 각 실험에 대한 공인성적서와 내화인정서 획득을 2차년도 최종목표로 하여 연구를 수행할 예정이다. |
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| 색인어 | 한글 | 팔각 | 충전형강관기둥 | 판폭두께비 | 배부름현상 | 역타공법 |
| 영문 | Octagonal | concrete filled tube column | width-thickness ratio | bulging | top-down method | |
| 최종보고서 | SENVEX_최종보고서.pdf | |||||