| 2차년도 |
상부의 횡좌굴 및 압축에 대한 보강체(충전 U-flange), 하부의 인장저항용 강판 및 상하부를 연결하는 래티스로 이루어진 선조립체(U-flanged Truss)의 최적 형상 개발
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1. 기존에 개발된 춤이 큰 슬래브 시스템 및 국내외 현황 조사○ 춤이 큰 슬래브 시스템(Deep Slab System)에 대한 선행 연구 결과 조사 ○ 국내외 연구 결과 정리 및 기존 기술의 장단점 분석 2. 선조립체(U-flanged Truss)의 기본 형상 분석 및 선정 ○ 중저층 건축물의 표준 바닥 모듈(Standard Floor Module) 조사 및 분석○ 다양한 단면 형상의 선조립체에 대한 유한요소해석(Finite Element Analysis) 수행○ 시공하중을 고려한 선조립체(U-flanged Truss)의 기본 형상 설계 및 선정○ 선조립체의 전단성능을 고려한 래티스의 배치 형상 설계 및 선정3. U-flanged Truss의 휨, 전단실험 및 구조 성능 평가○ U-flanged Truss의 휨, 전단 실험 계획 수립○ 실험체 변수 설정 : 충전유무/기존 RC/ H steel beam/래티스 경사도 50, 55, 60 등○ U-flanged Truss의 제작 및 실험 수행○ U-flanged Truss의 구조 성능 분석 및 최적 형상 결정 4. U-flanged Truss를 적용한 기본 선조립 복합보의 구조 거동 예비 평가○ U-flanged Truss를 적용한 기본 선조립 복합보의 실험 계획 수립○ 실험체 변수 : 과대, 과소, 평형 철근비 등○ 기본 선조립 복합보의 실험체 제작 및 실험 수행○ 구조 거동 분석 및 차년도 계획 검토
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| 연구성과 |
기술적 기대성과 |
○ 상부의 횡좌굴 및 압축에 대한 보강체(충전 U-flange), 하부의 인장저항용 강판 및 상하부를 연결하는 래티스로 이루어진 선조립체(U-flanged Truss)의 최적 형상 및 구조성능 평가○ 춤 300mm 이상의 슬래브를 가지는 바닥구조에서도 경제성과 시공성이 혁신적으로 향상된 Slim Floor System을 구현할 수 있는 선조립 복합보(U-flanged Truss Hybrid Beam) 및 표준도면 개발○ 영구 강재 거푸집을 활용함으로써 경제성을 도모하는 한편 주요 철근을 대신할 수 있는 강판을 공장에서 선제작하고 추가적인 철근을 일괄 배근하여 현장에서의 배근작업 및 가설작업을 생략할 수 있으며, 이를 통하여 공기 및 노무비의 획기적인 단축이 가능함○ 현장에서는 양중 및 설치와 동시에 타설이 가능하고, 선조립체의 강성과 강도가 충분히 확보되기 때문에 가설지주의 물량을 최소화 할 수 있음○ 화재에 대한 안전성을 확보하기 위해 하부 강재만 피복이 필요하며, 이를 뿜칠시공 대신에 내화보드와 같은 기성품을 적용할 수 있어 시공성과 작업성이 우수함○ 기존에 개발된 RC 슬래브 공법이나 Deep Slab 공법은 물론 다양한 형식의 바닥 공법에서도 즉시 적용가능 하고, 플랫형 바닥 구조를 통하여 건축 설계의 자유도를 극대화할 수 있음
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| 사회 경제적 파급효과 |
○ 단순히 물량을 감소함으로써 확보되는 경제성이 아닌 공정을 최소화하고 동바리 등을 최소화하면서 공기와 노무비 감축에 따른 경제성 확보 측면이 매우 효과적일 것으로 기대됨○ 이 연구를 통해 구조적 성능 검증, 선조립체의 최적 형상 개발, RC기둥 또는 다양한 합성 기둥과의 접합부 개발, 고성능 철근에 대한 신뢰성 확보 등이 이루어진다면 국내는 물론 해외 시장에서도 경쟁력을 확보할 수 있음○ 향후 건설기술인증 추진을 통하여 개발부재의 상용화가 이루어진다면 수요가 급증할 것으로 기대되며, 특히 건물의 바닥이 슬림 모듈화 되면 거푸집 설치를 위해서 수반되는 가설공사에 대한 노력이 기하급수적으로 증가하기 때문에 건축물이 고층화, 대형화, 규격화되어 가는 최근 추세에 따라 공기와 경제성 측면에서 크게 각광 받을 것으로 기대됨○ 개발 기술의 적용확대를 통하여 건설 산업에서의 콘크리트 구조뿐만 아니라 강재 생산관련 산업에서의 노무비 절감을 위한 공정 개선에도 매우 큰 파급효과를 가져올 것으로 예상됨○ 최근 세계적·사회적 관심사인 친환경 지속가능한 개발을 촉구하는 법·제도에 부합할 수 있는 기술이며, 개발기술은 강판과 콘크리트 합성보의 외형을 가지고 그 장점을 활용할 수 있음에도 철근 콘크리트의 기술을 이용하여 용이하게 시공할 수 있으므로 기존의 표준 시방을 무리 없이 적용 할 수 있음○ 개발기술의 기술인증을 추진하여 건설시장에 보급을 확대할 수 있을 것이며, 친환경 고효율 건설기술로서 관공서 및 국가 프로젝트 위주로 먼저 선적용하여 그 효과와 파급력 등을 확인할 수 있을 것으로 기대됨○ 이 연구에서 도출된 결과물들은 추후 학계·산업계에 중요한 결과물이 될 것으로 기대되며, 현장적용에 따른 피드백을 충실히 반영하고 연구개발 할 예정. 특히, 시공기술의 편의성, 고강도 재료의 적용확대 등에 초점을 맞출 것임
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| 활용방안 |
○ 제품 생산 및 현장적용 실용화 계획- 제품 생산을 위한 Forming 생산업체 등과 협의 중이며, 선조립체(U-flange Truss)를 공장에서 선제작하여 생산할 수 있도록 시스템을 구축하고 연구 결과물로서 구조신뢰성을 확보하는 한편, 생산성 및 공사비 등의 경제성 분석을 통하여 현장 적용 가능성을 타진함- 특히, 최근의 건설시장의 요구와 부합하면서도 기존의 RC 구조시스템의 시공기술을 그대로 접목할 수 있다는 점은 현장 적용 확대에 있어 큰 이점이 될 것으로 기대됨○ 설계/CM용역 수행 시 설계 반영을 통한 기술의 활용- 개발기술의 적극적인 설계반영을 위해 구조설계사무소(동양구조, 아이스트 등) 등과 협의체를 구성 하여 현장적용성을 확대하고, 시공성 향상, 공사비 절감 및 내력증진을 통한 구조안전성을 도모함○ 설계 및 시공 지침의 제시를 통한 개발 기술의 활용- 본 연구를 통해 작성, 제시되는 설계, 시공 지침 및 표준 도면을 통해 새로운 기술에 대한 이해도를 높이고, 현장 적용이 용이한 설계, 시공이 가능하도록 하며 이를 통해 선조립 복합보의 도입 및 활용 저변을 확대함○ 건설기술인증을 위한 기반 기술 구축- 개발 부재의 구조성능 검증과 공법의 경제성 및 독창성 분석을 통해 개발 기술의 실용화를 위한 기초 기술을 구축하고 향후 건설기술인증 추진.- 특히 플랫형 바닥구조의 적용으로 인한 냉난방효율이 높아지는 에너지절약 측면과 기존의 콘크리트 기술을 병행하여 사용할 수 있다는 적용성 측면, 그리고 공기단축 등의 경제성 측면에서 현장 적용성의 극대화 실현이 가능할 것으로 기대됨
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