| 2차년도 |
- 시편제작 및 구조성능 실험- 양산 기본 시스템 구축- 해석모듈 개발 및 설계- 실내모형실험
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- 압축 및 휨 성능 실험- 해설결과와 비교, 최적단면 설정- 연결부 강도평가 및 최적 대안 선정- 펄트루젼/필라멘트와인딩 FRP 복합 생산방법 제안 및 설계- 연결부 모듈 최적 생산방법 개발 - 구조성능 및 사용성 검토- 구조거동 예측 모델 개발 및 강도평가식 개발- 연결부 구조성능 예측 모델 개발- 실내모형실험을 통해 적용성 평가- FRP-토사간 저항성능 검토- 현장시험 설계
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| 연구성과 |
기술적 기대성과 |
- 이 연구에서는 길이에 제한이 없이 연속생산이 가능하며 부재의 축방향으로 보강섬유가 배치되는 펄트루젼 FRP를 도입하여 CFFT에 대한 장점을 그대로 유지하는 반면 휨에 대해서도 충분한 구조성능을 확보하도록 하였다. 즉, 펄트루젼 FRP 원통관을 제작하고 외부를 필라멘트 와인딩 FRP로 보강하게 되면 휨 및 전단에 대해서는 펄트루젼 FRP부재가 저항하고 필라멘트와인딩 FRP는 콘크리트를 구속하여 축방향 성능을 향상시킬 수 있게 된다.- 기존 개발되어 추진되고 있는 CFFT 말뚝보다 구조적 성능이 우수한 제품을 구현함으로써 기술경쟁력을 확보할 수 있다.
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| 사회 경제적 파급효과 |
① 내부식 특성으로 인해 내구년수가 현격이 증가되어 항만구조물의 수명이 연장되고 구조물 수명기간에 대하여 실질 투자비 감소로 상대적으로 건설비용에 대한 투자효과가 증대된다.② 경량 특성으로 인해 운송비 및 시공비가 절감되고 공기단축이 가능하여 공사비 절감효과를 기대할 수 있다.③ 고강도이므로 같은 하중에 대해 기존 재료의 파일을 사용할 때 보다 소요량을 줄일 수 있어 공사비절감이 가능할 것으로 판단된다. 또한, 펄트루젼 FRP를 통해 콘크리트와 합성거동을 유도할 수 있으며 별도의 휨, 전단 보강재가 필요치 않기 때문에 경제성이 향상된다.④ 내부식 특성으로 인해 파일에 대한 유지관리가 필요 없으므로 유지관리 비용이 절감된다. 또한, 필라멘트와인딩 공정에서 단면형상을 유지시켜주는 멘드렐 역할을 펄트루젼 FRP가 수행하기 때문에 단면치수에 따른 멘드렐의 제작이 필요 없어 생산단가를 저감시킬 수 있다.⑤ 대량생산 및 제작공정의 발달은 FRP 및 복합재 파일의 가격을 하락으로 이어질 수 있고, 향후 기존파일 대비 경제성이 더욱 좋아질 것으로 전망된다.국내 복합재 생산업체는 대부분 영세업체로서 필라멘트와인딩 FRP를 생산하고 있고, 펄트루젼 FRP를 생산하는 업체는 비교적 작다. 따라서 이 연구에서 제안한 시스템의 성공화는 복합재 분야의 고른 발전을 유도하며, 관련 산업(화공, 기계 등)과의 연계를 통해 산업발전에 이바지 할 수 있을 것으로 생각된다.
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| 활용방안 |
- FRP 복합재 말뚝은 건축물의 기초 말뚝, 구조물(옹벽, BOX, 교량, 댐, 항만, 터널 등) 기초 말뚝, 비탈면 억지말뚝, 흙막이 가시설 토류벽체공법 등에 활용될 수 있다.- FRP 복합재 말뚝은 소규모 단위구조물로 구성되고 단위구조물의 연결을 통해 해안접안시설, 잔교, 관광단지조성 등 다양한 목적으로 활용 가능하다.- 이 연구의 구조물은 섬유강화플라스틱, 콘크리트를 활용함으로써 강성과 강도를 충분히 확보할 수 있어 견고한 구조물의 설계 및 시공이 가능하다. 특히, 섬유강화플라스틱의 적용은 부식환경에서 내구성확보에 유리하여 장수명 말뚝 구조물의 실현이 가능할 것으로 판단된다.
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