R&D최종보고서
| 과제고유번호 | 201616TBIP-C092932-02 | |||||
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| 연구사업명 | 국토교통기술사업화지원 | |||||
| 연구과제명 | 산업부산물로 제작된 친환경 영구거푸집을 적용한 고성능 철근 선조립 콘크리트 기둥의 실용화 설계·시공기술 개발 | |||||
| 총 연구기간 | 2015-04-27 ~ 2017-04-26 | |||||
| 연구책임자 | 김성배 | |||||
| 당해년도 참여 연구원수 |
4명 | 총 연구기간 참여 연구원수 |
9명 | |||
| 당해년도 연구비 |
정부 : 398,000,000 원 기업 : 273,000,000 원 계 : 671,000,000 원 |
총연구비 | 정부 : 799,000,000 원 기업 : 546,000,000 원 계 : 1,345,000,000 원 |
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| 연구기관명 | (주) 더나은구조엔지니어링 | |||||
| 등록 발간번호 | - | |||||
| ISBN | - | |||||
| 주요 내용 |
많은 건설공법들이 개발되고 있음에도 불구하고, 전통적인 철근콘크리트 공법은 우수한 경제성과 지난 수십년간 축적된 기술력(또는 노하우)을 바탕으로 여전히 국내외 건설현장에서 경쟁력있는 공사방법으로 사용되고 있다. 그러나 최근 건설시장에서는 노무비의 비약적인 증가로 인하여 거푸집설치비용 크게 증가하고 있다. 특히, 5 m 이상의 긴 층고를 갖는 철근콘크리트 기둥의 시공을 위하여 가설 거푸집이 사용되는 경우에는 거푸집의 설치에 소요되는 노무비를 포함한 가설비용이 기하급수적으로 증가하여 경제성이 크게 떨어진다. 또한 일반적인 골조공사에서 기둥공사는 주공정선(critical path)에 해당하며 전체 공사기간을 결정하기 때문에 가설공사는 최소화하는 것이 유리할 것이다. 이 연구에서는 기존의 철근콘크리트 공법이 내재하고 이 같은 문제점들을 극복하기 위하여 거푸집과 철근을 공장에서 미리 조립하여 현장으로 운반하는 “산업부산물로 제작된 친환경 영구거푸집을 적용한 고성능 철근 선조립 콘크리트 기둥” 을 개발하였다. 제안된 공법에서는 산업부산물로 여겨지던 여철를 강재거푸집으로써 적극 활용하여 경제성을 도모하였고, 모든 철근을 공장에서 일체배근하고, 이를 거푸집에 고정하여 현장에서 배근작업 및 거푸집 가설작업을 생략할 수 있도록 고안되었다. 따라서 현장에서는 양중 및 설치와 동시에 타설이 가능하고, 거푸집이 자체적으로 충분한 강도 및 강성을 확보하고 있기 때문에 수평부재시공시에 별도의 가설공사를 요구하지 않는다. 또한, 설계 단계에서는 거푸집으로 사용되는 외부철판은 구조재로써 고려되지 않기 때문에 기존의 RC기둥과 동일한 구조시스템으로 적용가능하다. 따라서, 내화피복 등의 추가적인 공정이 필요하지 않으며, 접합부의 경우에도 일반적으로 사용되는 RC접합부나 기존의 개발된 다양한 형태의 합성보에 즉시 적용가능하기 때문에 실무설계와 현장적용이 매우 용이하다. 이 연구에서는 제안공법의 즉시 실용화를 목표를 방대한 실험적 연구를 계획하였으며, 기둥의 효율적 연결(slice)과 배근 단순화를 위한 다양한 방안을 모색하고자 한다. 이를 위하여 대구경 철근 및 고강도 철근과 같은 고성능강재를 적극 활용하고자 하며, 이 같은 기술개발을 통해 국내외에서는 시장경쟁력을 확보할 수 있을 것으로 기대된다. [최종목표] “산업부산물로 제작된 친환경 영구거푸집을 적용한 고성능 철근 선조립 콘크리트 기둥” 을 사업화하기 위해서는 공장제작방법, 설계방법, 현장적용성 평가, 구조적 성능검증 및 개발기술에 대한 인증이 필요하다. 제작과정에서는 여러 가지 참신한 아이디어를 활용하여 시공성 및 경제성을 확보할 예정이며, 설계방법은 기둥부재의 설계방법은 물로 보-기둥 접합부의 설계방법까지 마련할 예정이다. 개발기술의 현장적용성에 대한 분석은 경제성뿐만 아니라 시공성 및 공사기간을 평가하여 분석할 예정이다. 구조적 성능검증은 이론적 연구와 실험적 연구를 병행하여 수행할 예정으로 상세한 이론적 연구를 바탕으로 정밀한 실험을 수행할 것이다. 그리고 이러한 분석과 연구를 바탕으로 환경적인 측면에 대해서 녹색기술인증과 건설기술인증을 신청할 예정이다. 이러한 목표를 세부적으로 나타내면, ①구조성능 및 현장적용을 위한 적용성의 확보, ②설계·시공할 수 있는 기술을 확보하고, 대상기술의 설계반영, ③기둥-보 접합부 상세설계방안의 개발, ④설계 및 시공매뉴얼 구축, ⑤녹색기술인증 및 건설기술인증 신청 등 우수한 기술력 및 현장 적용성을 기반으로 “산업부산물로 제작된 친환경 영구거푸집을 적용한 고성능 철근 선조립 콘크리트 기둥” 의 제품화 및 실용화를 이루어 건설기술의 선진화를 이룩하는데 목표가 있다. [연구내용 및 범위] 여철을 적용한 친환경 선조립 거푸집 존치 RC기둥은 층고가 5 m 이상의 층고가 높은 기둥부재를 대상으로 기존의 RC기둥의 단점들을 개선 및 보완한 기술로서 설계 및 시공기술을 확보하여 사업화하고자 한다. 따라서 효율적인 연구수행을 위해 각 연차별로 주관 및 공동연구기관에서의 연구수행에 대한 역할 분담을 통해 연구의 내용과 범위를 다음과 같이 설정하여 연구를 진행할 예정이다. 1차년도 : 주요 연구 목표는 친환경 영구거푸집을 적용한 고성능 철근선조립 콘크리트기둥의 구조성능평가/제작방법평가/문제점 확인/해결방안 모색과 해석적 연구와 실험적 연구를 통해 친환경 영구 거푸집을 적용한 고성능 철근 선조립 콘크리트기둥의 구조성능을 검증하는 것을 연구 목표로 하며, 개발기술인 친환경 영구 거푸집을 적용한 고성능 철근 선조립 콘크리트기둥의 구조성능평가 및 제작과정을 평가하여 구조적으로 취약한 부분이나 제작 및 시공시 발생할 수 있는 문제점을 파악하고 이를 보완 및 개선할 수 있는 해결방안을 모색한다. 개선되고 보완된 기술을 해석적 연구와 실험적 연구를 병행하여 수행하여 개발기술의 구조적 성능을 검증한다. 2 차년도 : 기술의 범용적인 현장적용을 위해 시공성이 개선된 다양한 보-기둥 접합을 개발하는 것과 기술의 현장적용을 통해 시공성과 경제성 분석 및 보완을 통해 건설기술인증 추진 및 기술의 사업화를 목적으로 한다. 2단계 연구로써, -구조적 검증을 마친 개발기술을 RC보, 철골보 그리고 다양한 합성보와 접합이 가능한 시공성이 개선되고 효율적인 다양한 보-기둥 접합부를 개발하여 기술의 범용적인 사용에 발판을 마련하고 앞의 연구들을 기반으로 개발기술을 현장에 적용하여 시공성과 경제성을 분석하고 이를 보완하여 건설기술인증을 추진할 예정이다. 이러한 단계적 연구를 통해 개발하고자 하는 산업부산물로 제작된 친환경 영구 거푸집을 적한 고성능 철근 선조립 콘크리트 기둥의 아이디어를 개선 및 보완하고 시작품을 제작하여 성능 검증을 마친 후 건설기술 인증을 받아 기술의 사업화 기반을 마련하고자 한다. 철근 선조립 기둥의 구조성능 및 시공성을 확보하여 중심압축실험, 보-기둥 접합부 실험 등을 통한 구조성능 검증과 동시에 경제적인 최적화 설계 및 시공이 가능하도록하여 현장적용 기술력을 향상 시키는고 제품화 및 실용화를 이루어 국내 건설시장의 활성화에 기여하고 경쟁력 있는 기술을 확보하고자 한다. |
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| 색인어 | 한글 | RC기둥 | 여철 | 친환경 기술 | 영구거푸집 | 철근선조립 |
| 영문 | Reinforced concrete column | Rest of steel | Clean tech | Permanent mold | Preformed bararrangement | |
| 최종보고서 | 2_선조립기둥 최종보고서_vUOS.pdf | |||||