| 2차년도 |
○ 스마트 프로세서가 적용 가능한 프리팹 모듈러 바닥판의 상세 개발 및 실험체 제작○ 프리팹 모듈러 바닥판의 강재 거푸집 개발○ 프리팹 구현을 위한 대상구조물의 변형 data 확인 및 좌표 Data 변환 과 보정을 통한 3D 캐드도면 작성 모듈 개발○ 스마트 프로세서가 적용된 프리팹 모듈러 바닥판의 종방향 이음부 최적화 연구○ 프리팹 모듈러 바닥판 최적 채움재 성능 평가
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○ 스마트 프로세서가 적용 가능한 프리팹 모듈러 바닥판의 상세 개발 및 실험체 제작 - 스마트 기술 도입이 유효한 종방향 이음부 상세 개발 - 프리팹 바닥판의 종방향 이음부 상세의 비교 검증에 의한 최적 상세 선정 및 제작 - 패킹재(실링재, 고무패킹)를 적용하여 재료적 특정의 최적화 및 누수 방지 실험 - 표면처리 소재(자기치유 콘크리트, 무수축 몰탈등)를 적용하여 누수 방지 실험○ 프리팹 모듈러 바닥판의 강재 거푸집 개발 - 기존 강재거푸집의 고정식 타입에 대하여 연구 보완을 통해 초기 셋팅 및 매 모듈별 치수 수정이 가능한 시스템 거푸집의 개발 및 제작○ 프리팹 구현을 위한 대상구조물의 변형 data 확인 및 좌표 Data 변환 과 보정을 통한 3D 캐드도면 작성 모듈 개발 - Data 표준 및 컨버전 전략수립 - 개발 표준 정의 - 비즈니스 프로세스 설계(프로젝트 관리/협업) - 프로세스별 상세Step 정의서작성 - 업무 화면정의서 작성○ 스마트 프로세서가 적용된 프리팹 모듈러 바닥판의 종방향 이음부 최적화 연구 - 프리팹 바닥판의 종방향 이음부 상세의 비교 검증에 의한 최적화 방안 도출 - 스마트 기술 도입이 유효한 종방향 이음부 상세 최적화 유한요소해석 시뮬레이션 - 축인장 실험을 통해 이음부 성능 검증○ 프리팹 모듈러 바닥판 최적 채움재 성능 평가 - 채움재의 강도, 유동성, 시공성 및 수축 팽창 등 재료적 성능 검증
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| 연구성과 |
기술적 기대성과 |
- 기술적 측면 본 연구는 스마트 프리팹 모듈러 형식으로 바닥판 제작이 가능하며, 3D 스캐닝과 역설계를 활용한 프리팹 모듈러 형식의 바닥판을 개발하는 연구로서, 전 세계적으로 유사연구가 수행된 바 없음. 본 기술을 활용할 시, 설계와 현장 사이에서 발생한 오차로 인한 시공지연 현상을 예방할 수 있고, 이러한 이유로 시공 비용이 감축될 것으로 예측됨. 공장 제작 현장설치로 교통(운항) 통행량이 많은 고속도로 및 공항, 종단경사 하향 도심지 도로에 긴급포장으로 시공이 간편하고, 교통 개방 가능 시간을 줄여 새로운 도로의 포장뿐만 아니라 기존 도로의 포장 보수 공사등에 적용하여 교통통제에 따르는 민원을 최소화 할 수 있음. 또한 전문연구인력 양성, 스마트 프리팹 모듈러 기술 이외의 3D 스캐닝, 역설계와 같은 첨단 기술의 토목분야 적용 등이 가능하므로 이에 따른 학문의 발전이 가능함. 이후 다학제간 연계를 통한 창의적인 연구 아이디어의 창출로 전반적 융·복합 연구 발전에 기여할 것으로 기대됨.
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| 사회 경제적 파급효과 |
- 경제적ㆍ산업적 측면 본 기술 활용 시, 콘크리트 구조물의 효과적인 설계 및 유지관리가 가능해 질 것이며, 이는 콘크리트 구조물의 장수명화(Service life extension)로 이어지게 될 것임. 전체 산업중 이산화탄소 배출량 순위 중, 2위가 시멘트, 4위가 철강산업이며, 전 세계 이산화탄소 발생량중 약 6~8%가 철근콘크리트 구조물 건설에 관련된 점을 감안할 때, 콘크리트 구조물의 장수명화는 이산화탄소 배출량 감소에 효과가 있을 것으로 판단됨. 스마트 프리팹 모듈러 기술과 3D 스캐닝 및 역설계 기술의 융합연구를 통하여 건설 분야의 새로운 성장엔진을 발굴하고 산업구조를 재편할 수 있을 것임.- 사회적 측면 스마트 프리팹 모듈러 바닥판의 핵심기술 확보를 통해 건설 분야의 글로벌 리더에 진입하며, 건설 분야 연구의 패러다임을 선진국 추종형에서 창의적이고 도전적인 융합형 선도연구로 전환하여 건설 분야의 새로운 미래 성장동력으로 기대됨. 3D 스캐닝과 역설계를 접목한 스마트 프리팹 모듈러 기술 연구를 통해 미래 세계 건설시장 선점이 가능한 고부가가치의 기능화된 스마트 프리팹 모듈러 원천기술을 확보할 수 있음. 관련 핵심기술의 논문발표 및 국제특허 출원을 통해 지적재산권을 확보하고, 관련 차세대 콘크리트 구조물의 유지보수 건설 분야의 해외 의존도를 최소화하며, 국내 창조형 체제 전환에 기여할 것으로 예상됨.
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| 활용방안 |
▶ 스마트 기술에 의한, 스마트 기술을 위한 건설기술로 스마트 프리팹 모듈러 바닥판의 개발은 교량건설의 패러다임을 바꾸는 계기가 될 것이다.[상호 적합기술의 개발] ○ 교량 바닥판 공사에 대한 건설문화 혁신 : 프리팹 방식으로 전환 - 전통적인 현장타설 방식을 스마트 프리팹 방식으로 전환 - 교각 및 거더 위에서 이루어지는 고소작업을 지상의 제작공장에서 대부분 시공 - 공사 기간을 단축하여 간접비용 및 사회비용을 절감. - 프리팹 바닥판의 연결구조를 단순화하고, 구조적 안정성을 확보하여 스마트 기술의 적용이 용이하고 오차발생의 여지를 사전에 제거. - 스마트 기술을 활용하여 정밀제작 및 안전시공. ○ 프리팹 시공에 대한 스마트 플랫폼 제시 : 프리팹 방식의 구현 - 제작여건 및 현장조건을 반영하는 데이터를 제작공장에 제공하므로서 정밀시공이 가능하도록 기시공 오차를 극복하고 공장에서의 제작 오차를 미연에 방지. - 프리팹 바닥판에 대한 3D 스캐닝 및 역설계 기법의 최적화 - 현장 데이터를 제작공장 뿐만아니라 감독자 및 시공책임자에 공유하여 신속하고 합리적인 의사결정이 되도록 시스템 제공 - 바닥판 이외의 프리캐스트 제품에 대한 스마트 기법 활용의 성공적 모델 제시 ○ 교량 바닥판 공사에 대한 국내시장 선점 및 확대 - 프리팹 방식으로 전환하고 스마트 기술을 성공적으로 적용하여 교량 바닥판에 대한 프리캐스트 시장진입과 선점 및 과점이 가능함. - 스마트 프리팹 바닥판에 대한 기술 및 시장선점은 연관된 분야로 기술과 시장을 확장할 수 있는 사업적 거점이 된다. 그 예로는 가설 장비 기술, 거더 제작기술, 방호벽 제작 기술, 프리캐스트 교각 기술 등이 있음. ○ 해외에 교량 전문건설 기술사업으로 확대 - 해외에 없는 독창적인 스마트 프리팹 바닥판 제품을 기술적인 거점으로 활용 - 스마트 프리팹 바닥판 제품과 연관된 거더, 장비 등으로 교량 전문기술 사업화 ○ 스마트 건설 프로세스 플랫폼을 개발함으로써 향후 바닥판외 전체 교량의 시공단계별 적용 확대 - 건설분야가 아닌 건설장비에 국한된 스마트 건설분야에 전체 시설물을 대상으로한 플랫폼 개발으로 스마트건설분야의 새로운 패러다임을 제시 - 이에 따른 스마트 건설기술과 상호적합한 스마트 시설물을 개발로 새로운 건설시장 개척 및 사업화
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