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과제기본정보

노후·위험 건축물 안전해체에 대응한 3D 디지털 정보 구축 기반 스마트 해체 시스템 통합기술 개발2년차

사업개요
사업개요에 대한 사업명, 분류코드(기술분류), 과제명, 주관연구기관, 총괄연구 책임자(성명, 소속, 전화번호), 총 연구기간, 당해연도 연구기간 정보제공
사업명 국토교통기술촉진연구사업 과제번호 22CTAP-C164314-02
국가과학표준분류 1순위 원자력 | 핵자료 기술 | None 적용분야 건설업
2순위 원자력 | None | None 실용화대상여부 비실용화
3순위 원자력 | None | None 과제유형 기초
과제명 노후·위험 건축물 안전해체에 대응한 3D 디지털 정보 구축 기반 스마트 해체 시스템 통합기술 개발
주관연구기관 (주)코리아카코
총괄연구 책임자 성명 박훈
소속 (주)코리아카코 직위 박사
전화번호 02-834-4590 FAX 02-834-4592
총 연구기간 2021-04-01 ~ 2022-12-31
당해연도 연구기간 2022-01-01 ~ 2022-12-31

(단위:원)

년도별 정부출연금, 기업부담금, 계 정보제공
년도 정부출연금 기업부담금
현금 현물 소계
2차년도 210,000,000 5,250,000 47,250,000 52,500,000 262,500,000
과제기본정보의 연구개발개요, 최종목표, 연구내용 및 범위 정보제공
연구개발개요 1) 연구개발의 개요
(1) 기본개념
○ 노후·위험 건축물에 대한 실측기반 3D 공간정보 스마트 해체설계/해체공정 최적화 구축을 통해 건축물 해체 시 안전성 및 경제성을 확보
○ 건축물 스마트 해체 통합 관리 시스템 기술 개발
- 해체대상 건축물의 실제 상태 및 구조적 특성을 반영한 디지털 3D 공간정보 구축 기술 개발
- 실측기반 3D 구조도면 정보를 기초로 단계별 하중재분배를 고려한 동적 구조해석 해체설계 기술 개발
- 해체설계 기술과 결합한 단계별 deconstruction 시뮬레이션을 통한 최적화 해체공정 프로세스 개발

(2) 기술범위
○ 실측기반 노후·위험 건축물의 3D 디지털 공간설계 기술 개발
- 설계정보의 획득이 불가능하거나 노후로 인해 구조적 변형이 발생한 위험 건축물을 대상으로 3차원 정밀 스케닝 기술(LiDAR)을 이용한 디지털 공간정보의 구축 및 도면화 기술 개발
- 드론 및 라이다를 이용한 건축물의 내·외부의 3차원 정밀 스케닝 및 구역별로 측량된 점군(cloud point) 데이터 병합 및 최적화 기술 개발
- 노후·위험 건축물의 물성 및 구조적 특성을 포함하는 디지털 도면화 기술 개발

○ 노후·위험 건축물 스마트 해체설계 및 해체공정 최적화 기술 개발
- 노후·위험 건축물 해체 시 빈번하게 발생하는 붕괴사고 발생에 따른 인적·물적 비용 손실을 사전에 제거하기 위해 3D 디지털 공간정보를 활용한 deconstruction 시뮬레이션 분석 모델개발
- 3D deconstruction 시뮬레이션과 해체 단계별 동적 구조해석을 연계하여 해체설계 및 해체공정 최적화 기술 개발
- 실측기반 3D 디지털 공간정보, 스마트 해체설계 및 해체공정, 이를 통한 해체공정 프로세스 개발

(3) 기술개발 목표
○ 실측기반 노후·위험 건축물의 3차원 디지털 역설계 기술 개발
- 건축물의 실제 상태 및 구조적 특성을 반영할 수 있는 디지털 3D 공간정보 구축 기술 개발
○ 노후·위험 건축물의 스마트 해체설계 및 해체공정 최적화 기술 개발
- 디지털 공간정보를 기반으로 하중재분배에 따른 동적 구조 안전성 평가와 해체 단계별 Deconstruction 시뮬레이션 분석을 결합한 스마트 해체설계·해체공정 프로세스 개발
최종목표 1) 연구개발과제의 최종 목표
(1) 건축물 스마트 해체 통합 관리 시스템의 정의
○ 노후·위험 건축물에 대한 실측기반 3차원 공간정보 기반 스마트 해체설계/해체공정 최적화를 적용한 건축물 해체 시 안전성 및 경제성을 확보하기 위한 건축물 스마트 해체 통합 관리기술

(2) 연구개발과제 목표
○ 실측기반 노후·위험 건축물의 3차원 디지털 역설계 기술 개발
- 노후 건축물 중 90% 이상이 도면의 부재 또는 손실을 극복하기 위한 3D 디지털 공간정보 및 내부정보 구축을 통한 3D 디지털 도면 최적화 및 구조 모델링 구축 기술
○ 노후·위험 건축물의 스마트 해체설계 및 해체공정 최적화 기술 개발
- 해체 시 단계별 동적 구조해석 시스템 개발 및 다중 해체 작업을 고려할 수 있는 최적 해체설계/해체공정 시스템 개발
연구내용 및 범위 연구개발과제의 내용
(1) 1년차
○ 연구개발목표
- 주관연구개발기관((주)코리아카코) : 해체 시 단계별 하중 재분배 구조해석 시스템 개발
- 공동연구개발기관(전북대학교 산학협력단) : 디지털 공간정보 구축을 위한 3D 공간정보 역설계 기술 개발

○ 연구개발내용 및 범위
주관연구기관((주)코리아카코)
□ 동적하중 특성 및 하중재분배 특성에 따른 구조해석
- 해체설계를 위한 경계조건, 접촉조건, 하중조건 도출
- 동적하중(이동하둥, 충격하중, 적재하중)에 따른 하중 재분배 특성 분석
□ IER 해석 기법을 적용한 단계별 동적 구조해석 시스템 개발
- IRE 해석에서 단계별 동적 구조해석 및 하중 재분배 특성 분석
- 동적하중 재분배 특성에 따른 구조 안전성 해석

공동연구기관(전북대학교 산학협력단)
□ 드론 이미지 및 라이다 포인트 기반 3D 정밀 스캐닝 기술 개발
- 드론 이미지 및 라이다 포인트 기반 3D 공간정보 구축
- 구조해석을 위한 콘크리트 철근 요소 알고리즘 개발
□ 3D 스케닝 데이터 기반 모델링 기술 개발 및 역설계 모델링 시스템 개발
- 디지털 이미지 포인트 데이터 병함 설계 알고리즘 개발
- 디지털 데이터 역설계 모델링 분석

(2) 2년차
○ 연구개발목표
- 주관연구개발기관((주)코리아카코) : 해체설계/해체공정 최적화 기술 개발 및 건축물 스마트해체 통합 관리 시스템 개발
- 공동연구개발기관(전북대학교 산학협력단) : 디지털 내부정보 구축을 위한 3D 내부정보 구조모델링 기술개발 및 3D 디지털 도면 최적화 기술 개발

○ 연구개발내용 및 범위
주관연구개발기관((주)코리아카코)
□ 해체설계/해체공정 최적화 기술 개발 및 건축물 스마트 해체 통합 관리 시스템 개발
- 3D deconstruction 시뮬레이션과 단계별 동적 구조 해석을 연계한 해체공정 최적화 기술 개발
- 다중 해체 작업에 따른 최적 해체 공정 시스템 개발
- 3D 실측기반 디지털 자료를 활용한 스마트 해체 통합 관리 시스템 개발
- 하중재분배와 동적하중을 연계한 단계별 해체설계 기술 개발

공동연구개발기관(전북대학교 산학협력단)
□ 디지털 내부정보 구축을 위한 3D 내부정보 구조 모델링 기술 개발 및 3D 디지털 도면 최적화 기술 개발
- 가변형 접촉 GPR 센서를 이용한 구조정보 구축 기술개발
- 디지털 이미지 및 포인트 데이터 자동화 병합 설계 알고리즘 구축
- 3D 디지털 도면 추출 및 도면 최적화 기술 개발
- 다중 해체 작업에 따른 최적 해체공정 시스템 개발
- 해체설계 및 해체공정 비교를 통한 스마트 해체 통합 관리 시스템 개발
건설기술연구개발사업 주요내용
건설기술연구개발사업 주요내용의 구분, 연구개발목표, 연구개발 내용 및 방법 정보제공
구분 연구개발목표 연구개발 내용 및 방법
2차년도 ○ 디지털 공간정보 구축을 위한 3D 공간정보 역설계기술 개발
○ 해체 시 단계별 하중 재분배 구조해석 시스템 개발
□ 드론 이미지 및 라이다 포인트 기반 3D 정밀 스캐닝 기술 개발
□ 3D 스케닝 데이터 기반 모델링 기술 개발 및 역설계 모델링 시스템 개발
□ 동적하중 특성 및 하중재분배 특성에 따른 구조해석
□ IER 해석 기법을 적용한 단계별 동적 구조해석 시스템 개발
연구성과 기술적 기대성과 ○ 기술적 측면
- 노후·위험 건축물의 붕괴사고를 사전 예방할 수 있는 해체설계/해체시공 기술의 확보
- 공간정보와 구조정보를 통합한 3D 디지털 공간정보 수집체계 구축으로건축물 안전정보 확보
- 해체대상 건축물의 성능 평가와 위험 예측을 통한 붕괴사고 피해 최소화
- 노후·위험 건축물의 해체사업 집행계획을 위한 효과적인 기술 확보
- 3D 디지털 공간정보 활용성 증가에 따른 건축물 안전관리 분야에 대한기술 고도화 구현이 가능
사회 경제적 파급효과 ○ 경제적ㆍ산업적 측면
- 노후·위험 건축물의 해체 단계별 해체 프로세스를 제공함으로써 붕괴사고에 따른 인적/물적 피해를 사전에 제거 및 건설안전 재해율 감소를 기대
- 글로벌 해체 산업시장에서의 기술경쟁력 확보로 인한 고부가가치 창출
- 기존 현장조사 중심 대비 3D 디지털 도면화로 인력 및 소요시간 단축효과로 정보추출 비용 감소

○ 사회적 측면
- 건축물 해체설계의 최적화 및 시공관리를 통해 해체 및 리모델링 산업의 동반성장 기대
- 건축물 해체의 해체설계 심의 및 감리제도에 대한 법·제도적 장치에 기여
- 건축물 해체 안전에 대한 사회적 불안감 해소
- 공간정보 획득 및 최적화된 해체설계/해체공정으로 인력 보호 및 업무 효율성 극대화
활용방안 ○ 실측기반 건축물의 3D 도면 정보의 디지털화
- 국내 노후·위험 건축물의 도면 미보유에 대한 실측기반 3D 도면 정보를 디지털화함으로써 노후·위험 건축물의 최적 설계/해체를 위한 기술로 활용

○ 최적 해체설계/해체공정 시스템
- 해체 단계별 해체설계 기술 및 공정 간섭 최소화를 위한 해체공정 시스템을 개발함으로써 안전성/경제성을 확보한 해체 기술로 활용

○ 노후 및 위험 건축물의 급속해체 시공기술로 활용

○ 연쇄붕괴를 연계한 발파해체 설계기술로 활용

○ 철근콘크리트 건축물의 연쇄붕괴 방지 설계 및 방폭 설계의 응용기술로 활용
핵심어
핵심어의 구분, 핵심어, 핵심어1~핵심어5 정보제공
핵심어 핵심어1 핵심어2 핵심어3 핵심어4 핵심어5
국문 건축물 해체 역설계 3D 디지털 도면 스마트 해체 노후·위험 건축물
영문 Building demolition Reverse design 3D digital drawing Smart demolition Old and damaged building
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