| 연구개발개요 |
가. 연구개발의 중요성
국내 주택의 공급은 1980년대부터 본격화되기 시작하여 1990년대의 200만호 주택건설을 계기로 전국 주택보급률은 이미 99%에 달하고 있으며 그 중에서 공동주택이 차지하는 비율은 절반을 넘어서고 있다. 그러나 80년대 초에 지어진 공동주택은 이미 20년을 넘어 노후화되기 시작하였으나 체계적인 관리가 이루어지지 않고 있으며 재건축 등의 기대심리로 유지관리에 많은 문제점을 드러내고 있다.
모든 건물은 준공과 동시에 노후화가 시작된다. 이는 모든 건축물은 언젠가는 그 수명이 다하여 폐기되어야 한다는 뜻이며, 건축물의 수명은 유지관리 및 보수에 따라 다를 수 있다. 우리나라는 급속한 경제발달로 주택보급의 양적 확대에만 치중하면서 건물의 신축만을 선호해 왔다. 이러한 이유로 건물들은 계획당시의 상황만을 고려하여 축조되었으며 유지관리의 측면과 건물의 수명이 다하였을 경우에 대해서는 전혀 고려하지 않았었다. 즉 리모델링을 고려한 설계가 이루어지지 못하였을 뿐만 아니라 유지관리가 되지못하고 조기에 폐기된 후 재건축되는 비효율적인 과정이 반복되었다.
준공 후 약 20년이 경과된 공동주택의 재건축은 건물의 뼈대역할을 하는 주요구조부재인 기둥, 보, 전단벽 등의 성능이 저하되지 않았음에도 불구하고 사회전반적인 흐름에 맞추어 큰 저항 없이 행하여져 왔다. 이러한 공동주택의 대부분은 벽식아파트로써 국내 주거건물의 대부분을 차지하고 있는 구조형식이다.
벽식아파트는 전단벽의 구조적 성능에 따라 건물의 사용여부와 수명이 좌우된다. 현재 국내에 건설된 20년 이상 된 벽식아파트의 전단벽체의 구조적 성능은 초기 준공당시에 비하여 다소 저하되어 있으나 건물의 수명에 큰 영향을 줄 만큼의 성능저하현상을 나타내고 있지는 않다. 이러한 건물들을 건물의 사용연한에 따라 재건축을 할 경우 비용과 환경적 측면 등에서 국가적 사회적 손실을 불러올 수 있다. 따라서 성능이 우수한 보강재료를 이용하여 전단벽과 기둥, 보 등의 성능을 향상시키는 리모델링공법의 개발은 노후된 공동주택에 새 생명을 불어넣어 건물의 수명을 연장시킬 수 있다. 특히 1987년 이전에 지어진 내진규준이 적용되지 않은 공동주택의 리모델링 시에는 전단벽이나 기둥에 횡하중에 저항할 수 있는 내진보강기법을 도입하여 건물의 성능을 개선시킴과 동시에 건설시장의 활성으로 국익에 커다란 영향을 줄 수 있을 것으로 판단된다.
|
| 최종목표 |
본 연구의 최종목표는 카본복합재료를 이용하여 우리나라 공동주택의 주를 이루고 있는 벽식아파트 건물의 주요 구조부재인 전단벽, 기둥, 보 및 슬래브의 성능을 향상시킴과 동시에 지진에 대한 저항을 강화시켜 재건축에 따르는 소요경비와 공사기간 및 인력의 소모를 줄이고 건물의 수명을 연장시킴으로서 보다 효율적인 리모델링공법을 개발하는 것이다. 노후한 전단벽, 기둥, 보 및 슬래브를 카본복합재료로 보강하여 제작한 시험체에 각각의 부재에 적합한 가력방법을 적용하여 실험을 수행하고 또한 유한요소해석을 병행게된다. 또한, 개발된 보강 공법을 적용한 각각의 부재에 대하여 내화성능 실험을 통하여 화재에 대한 성능을 평가한다. 연구의 최종년도에는 카본복합재료를 이용한 벽식아파트 건물의 리모델링에 관한 구조설계기준과 시방서를 제시한다.
|
| 연구내용 및 범위 |
카본복합재료의 시편을 제작하여 인장, 부착 및 전단성능을 평가하기 위한 재료실험을 수행하여 재료의 고유한 특성을 파악한다. 건물의 노후로 저하된 구조물의 성능을 고려하여 건물의 신축 당시 설계된 강도를 갖는 구조부재와 이 보다 성능이 저하된 즉, 강도가 약한 구조부재(전단벽)를 동시에 제작하여, 후자는 카본복합재료로 보강하여 시험체를 제작한다. 제작된 시험체에 축하중 및 횡하중 저항실험과 내화성능 실험을 수행한다. 유한요소해석을 수행하여 적합한 실험식을 제안한다.
건물의 노후로 저하된 구조물의 성능을 고려하여 건물의 신축 당시 설계된 강도를 갖는 구조부재와 이 보다 성능이 저하된 즉, 강도가 약한 구조부재(기둥)를 동시에 제작하여, 후자는 카본복합재료로 보강하여 시험체를 제작한다. 또한, 비내력벽(조적조)에 대하여 카본복합재료로 보강하여 시험체를 제작한다.
제작된 시험체에 대한 횡하중, 축하중 저항실험과 유한요소해석을 수행하여 적합한 실험식을 제안한다.
건물의 노후로 저하된 구조물의 성능을 고려하여 건물의 신축 당시 설계된 강도를 갖는 구조부재와 이 보다 성능이 저하된 즉, 강도가 약한 구조부재(보 및 슬래브)를 동시에 제작하여, 후자는 카본복합재료로 보강하여 시험체를 제작한다. 제작된 시험체에 대한 휨 저항실험과 유한요소해석을 수행하여 적합한 실험식을 제안한다.
카본복합재료의 내화성능을 평가하기위한 시험체를 제작하여 실험을 수행하고, 이미 수행된 전단벽, 기둥, 보 및 슬래브의 실험과 해석을 통하여 제안된 실험식의 신뢰도를 측정한다. 검증된 각 부재의 실험식과 내화실험결과를 토대로 카본복합재료를 이용한 노후아파트의 리모델링에 관한 구조설계기준 및 시방서를 제안하여 리모델링공사에 직접 활용할 수 있는 지침을 마련한다.
|
이 누리집은 대한민국 공식 전자정부 누리집입니다.
