| 최종목표 |
본 과제의 최종목표는 건설 부재의 비부식, 고강도, 경량화를 위해 탄소섬유보강복함체(CFRP)를 활용 한 건설용 부식 ZERO 철근대체재 개발 및 건설산업 적용 확대를 위한 철근대체재-콘크리트 부재 제조, 해석, 설계, 시공, 실구조물 적용의 실용화 기술 개발을 목표로 함. 구성기술별 세부 목표는 아래와 같음* (구성기술 1) 건설용 탄소보강근 제조 기술 및 탄소보강근-콘크리트 부재 개발·성능검증 (인장강도 2,100MPa 이상, 탄성계수 150GPa 이상/내열성능확보/부착강도 15MPa 이상) * (구성기술 2) 건설용 탄소그리드 제조 기술 및 탄소보강근-콘크리트 부재 개발·성능검증 (인장강도 2,100MPa 이상, 탄성계수 150GPa 이상/내열성능확보/부착강도 15MPa 이상) * (구성기술 3) 철근대체재-콘크리트 실용화 기술 개발 (철근대체재-콘크리트 실구조물 적용 1건 이상)
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| 연구내용 및 범위 |
(구성기술 1) 건설용 탄소보강근-콘크리트 기술 개발- 1차년도: 건설용 탄소보강근 최적 제조 및 구조부재 적용 핵심요소기술 개발* 탄소보강근 수지개발 및 생산기술 개발* 부착력 특성 평가* 구조부재별 성능평가계획* 시뮬레이션 방법 구축- 2차년도: 건설용 탄소보강근 최적 제조 및 구조부재 적용 핵심요소기술 개발* 탄소보강근 성능평가 및 품질관리 방안 개발* 부착-슬립모델 개발* 보-기둥 접합부 구조성능 평가 및 구조부재 설계 및 제작* 영향인자 도출, 시공법 개발- 3차년도: 건설용 탄소보강근 성능 고도화 기술 및 구조부재 적용 신뢰성 평가* 내구성 평가, 성능평가 DB구축* 부착성능향상 기술 제시* 설계식 검토 및 구조부재 실험 및 분석* 재료-보강근 부착 해석을 통한 성능검증 및 평가- 4차년도: 건설용 탄소보강근 성능 고도화 기술 및 구조부재 적용 신뢰성 평가* 내구성 향상 기술 개발, 품질관리절차 개발, 성능기준도출* 유동특성에 따른 부착평가, 탄소보강근의 정착 및 이음 특성 분석* 크리프 곡선 제시, 구조실험, 내진성능 평가* Mock-up 실험, 장기거동해석, 부재 설계식 및 시공법 개발- 5차년도: 실증 Mock-up 및 기술 표준화* 소재 최적화, 장비 안정화 기술 개발, 성능/평가/품질 기준 제정* 탄소보강근 적용 콘크리트의 요구성능 제시* 내화성능, 내진성능, 안전성 평가 및 시공성개선방안 도출* 설계프로그램 개발, 부재식공법 개발(구성기술 2) 건설용 탄소그리드-콘크리트 기술 개발- 1차년도: 건설용 탄소그리드 제조 및 구조부재 일체화 요구성능 도출* 성능평가안 검토, 파일럿설비 설계* 요구성능 도출, 시험방법 선정* 실험 변수 도출, 구조부재별 성능평가 계획 수립* 해석모델 검토 및 도출- 2차년도: 건설용 탄소그리드 제조 및 구조부재 일체화 요소기술 개발* 파일럿 설비 구축, 탄소그리드 특성 평가* 그리드-콘크리트 특성 평가 및 분석* 슬래브 부재 사용성 평가, 예측모델 검토* 슬래브 설계식 도출, 해석모델 개발-3차년도: 건설용 탄소그리드 및 일체화 성능향상 기술 개발* 탄소그리드 부착성능 향상, 특성 평가, 양산설비 구축* 부착성능향상, 부착-슬립 모델 개발, 설계식 도출* 보/벽체 구조성능 평가* 보/벽체 설계식 도출, 그리드-콘크리트 해석 모델 고도화- 4차년도: 건설용 탄소그리드 내열성능 향상 및 구조부재 일체화 신뢰성 평가* 탄소그리드 내열성능 향상, 특성평가, 대량생산 요소기술 개발* 탄소그리드-콘크리트 균열제어, 정착길이 설계식 도출* 기둥-접합부 구조성능 평가, 수평부재 내화성능 평가* 기둥-접합부 설계식 도출, 기계적 정착 장치 설계/개발- 5차년도: 실증 Mock-up 및 기술 표준화* 최적제조 공정기술 확립, 성능 표준화, 품질기준 제시* 환경노출 영향 특성 평가, 요구성능 제시* 수직부재 재난 안정성 평가, Mock-up에 의한 시공성/경제성 평가* 부재 설계식 고도화, 부재시공 매뉴얼 작성, 내화성능 예측모델 개발(구성기술 3) 철근대체재-콘크리트 실용화 기술 개발 - 1차년도: 철근대체재-콘크리트 구조물 적용 기술 개발 * 국내외 시험방법 조사 및 설계기준 검토* IFC-BIM 모영화 기법 조사분석* 철근대체재-콘크리트 부재 및 구조물 해석적 구현방안 구축* 철근대체재-콘크리트 부재 및 구조물 해석방법 구축- 2차년도: 철근대체재-콘크리트구조물 적용 기술 개발* 설계 및 시공기준(안) 주요영향요소 도출* IFC-BIM 적용 기술연구* 실증구조물의 부재 검토 및 선정* 탄소보강근-콘크리트 부재 해석수행 및 결과 분석- 3차년도:철근대체재-콘크리트 구조물 실증 및 성능평가* 재료 물성 및 기계적 특성 기준 정립 및 실험데이터 분석* BIM 모델링 기술 개발 및 Pilot Test 비교* 탄소그리드-콘크리트 부재 해석수행 및 성능평가* 실구조물 진단 모니터링 기능 구현 및 LCC 분석 항목 고찰- 4차년도:철근대체재-콘크리트 구조물 실증 및 성능평가* 구조설계 기준(안)개발* 하중·변위 실험 결과 및 성능분석* 구조물 해석모델 완성 및 내진 성능 해석 수행 및 결과 분석* 확정적,확률적 위험도 분석방법에 대한 모델 개발- 5차년도:철근대체재-콘크리트 최적 기준 개발* 설계 및 시공 기준(안) 개발 * BIM 모델링 기술구축 및 디지털 데이터 구축* 실구조물 T/B 적용 및 검증평가 결과 분석* 철근대체재-콘크리트 구조물 생애주기비용 산정
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