R&D최종보고서
| 과제고유번호 | 201616TBIP-C092759-02 | |||||
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| 연구사업명 | 국토교통기술사업화지원 | |||||
| 연구과제명 | 수직증축 리모델링 공사시 기존말뚝과 신설말뚝의 하중분배 및 두부정착이 가능한 비용절감형(공사비 40%, 공기 50% 이상) 선재하 장치개발 | |||||
| 총 연구기간 | 2015-04-27 ~ 2016-10-26 | |||||
| 연구책임자 | 이기환 | |||||
| 당해년도 참여 연구원수 |
5명 | 총 연구기간 참여 연구원수 |
10명 | |||
| 당해년도 연구비 |
정부 : 61,000,000 원 기업 : 61,000,000 원 계 : 122,000,000 원 |
총연구비 | 정부 : 159,000,000 원 기업 : 159,000,000 원 계 : 318,000,000 원 |
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| 연구기관명 | (주)골든엔지니어링 | |||||
| 등록 발간번호 | 11-1613000-001755-01 | |||||
| ISBN | - | |||||
| 주요 내용 |
수도권을 중심으로 성장 가능성이 매우 큰 수직증축 리모델링의 문제점으로는 노후 구조체의 안전성과 지반에 매립된 기초 구조의 시공이 난해하고 정량적인 성능검증이 기술적으로 어렵다는 점과, 증축할 때 후 시공 되는 증설 기초 및 파일이 기존 하중을 분담하여 받을 수 없는 역학적 문제점이 있다. 이에 국토교통부에서는 “전단벽식 공동주택 리모델링의 구조설계 기준 작성 및 안정성 평가 연구”를 통해 아파트 수직증축을 위한 증설 기초 설치 시 추가하중이 신설 기초에 전이되지 않는 문제점을 반드시 해결해야할 기술적 필요성을 제시 하였다. 이를 간단히 설명하면 수직증축 리모델링시 증축하중에 대하여 말뚝을 추가로 보강하여도 말뚝의 강성, 기초 slab 강성 등에 따라 신설 말뚝과 기존 말뚝에 하중분배가 발생하여 기존 말뚝의 안정성을 확보 하지 못하는 경우가 발생되기 때문에 신설 말뚝에 선재하를 통한 적절한 하중 분배로 기존 말뚝의 안정성을 확보하여야 한다는 것이다. 즉, 수직증축 리모델링 공사 시 선재하 기술은 선택이 아닌 필수이다. 따라서 수직중축 리모델링 공사의 신규말뚝 보강시 노후 된 기존 구조물에 위해한 영향을 주지 않으면서 신규말뚝과 기존말뚝에 하중분배가 이루어지도록 선재하가 가능하고 동시에 말뚝 두부 정착이 가능한 장치의 개발이 시급하다. [최종목표] 본 연구를 통해 수직증축 리모델링시 기존 말뚝과 신설 말뚝의 하중 분담을 가능케 하는 선재하 및 동시에 말뚝 두부정착이 가능한 장치 개발을 통하여 다음과 같은 목표를 달성하고자 한다. 1. 기존 공법 대비 공사비 40%, 공기 50% 이상 절감 가능한 선재하 말뚝 두부정착 장치 제공으로 원가경쟁력 확보한다. 2. 선재하 및 말뚝 두부정착 장치 실험을 통한 검증으로 표준화된 제품을 상용화하여 제품의 신뢰도 및 현장 적용성 제고한다. [연구내용 및 범위] 수직중축 리모델링시 신설말뚝과 기존말뚝의 하중분배가 가능하고, 동시에 신설 말뚝 두부정착이 가능한 선재하 장치 실용화를 위해 아래와 같은 요소 기술에 대한 연구를 하고자 한다. 1. FEM해석을 통한 측압지지 거동 특성 분석 2. 기초말뚝 100ton에 대응하는 선재하 및 두부정작 장치 시제품 제작 3. 선재하 장치 변형 특성분석 4. 토크렌치를 통한 선재하 장치 회전력과 선재하력의 상관관계 검토 5. 현장 시험을 통한 선재하시 기존말뚝과 신설말뚝의 하중분배 검토 6. 원가, 가치분석을 통한 경제성 입증 7. 상용화 제품의 시공가이드 작성 -1차년도 - 선재하 장치 인장콘 및 확장형 쐐기 규격 설정 -TBM Clamping Pad 설계자료 분석을 통한 규격 설정 ？선재하 장치의 변형특성 분석 -선재하 장치 쐐기 확공시 강재의 변형특성 시험 -현장조건과 동일한 몰드제작에 의한 콘크리트블럭 인발시험 -장기 크립 시험 ？상용화를 위한 시작품 제작 -기존 기초Slab 보강용 선재하 및 두부정착 장치 -신설 기초Slab 보강용 선재하 및 두부정착 장치 ？회전력과 재하하중 표준 지정 -대형 토크렌치의 회전력에 의한 말뚝에 적용하는 축력에 대한 분석 ？선재하 장치와 콘크리트 거동 특성 분석 -선재하 장치와 콘크리의 경계조건 규명으로 설계표준 작성 - 2차년도 - ？선재하시 기존말뚝과 신설말뚝의 하중분배 현장 검증 -현장에 수직증축 리모델링 아파트 기초와 동일한 기초Slab 및 말뚝시공 후 보강말뚝에 선재하시 발생되는 하중분배를 계측을 통해 검증 ？원가분석 및 가치분석 -제품에 대한 효용가치, 원가경쟁력, 시장점유율 등을 국가공인기관에 의뢰 경제성 분석 ？도면, 설계서 등 시공가이드 작성 ？수직증축 리모델링 현장 적용 -실험 완료된 제품을 분당 수직증축 리모델링 현장에 실제 적용하고 개선사항 등 추가적인 검토 ？개발된 기술에 대한 신기술 신청 - 기술의 독창성 - 사업화 대상기술은 기존 기초판 코어 보링 홀 내부에 설치되는 장치를 이용하여, 보강 말뚝 두부를 기초판에 정착함과 동시에 기존말뚝과 신설말뚝 간에 적정 하중분배를 위한 목적으로 신설 보강 말뚝에 압축하중을 선재하 하는 기술로서, 안정성, 시공성 및 경제성이 우수하다는 특징을 가지고 있다. 국내외 관련 기술 및 특허를 조사한 결과, 기존 기초 보강 목적으로 말뚝을 설치하는 기술 및 설치된 말뚝의 저항력을 반력으로 삼아 유압잭을 이용하여 기존 기초 구조물을 인상 또는 복원하는 기술은 다양하나, 사업화 대상기술과 같이 선재하를 통한 말뚝의 하중분배가 발생토록 하는 유사한 기술은 없는 것으로 확인되었다. 따라서 연구개발 성과 달성을 통해 기초 보강 핵심기술을 확보함으로써 기술경쟁력을 높일 것으로 판단된다. |
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| 색인어 | 한글 | 선재하 | 하중분배 | 두부정착 | 리모델링 | 수직증축 |
| 영문 | preloading | load sharing | (pile) head connection | remodeling | vertical expansion | |
| 최종보고서 | 최종보고서_표지,내지(배포용)_골든,롯데.pdf | |||||