| 2차년도 |
엔드홀더 및 커플러 타입의 SP 보강재 개발교량 구조물의 스마트 내진보강 시스템 개발소규모 건축물의 스마트 내진보강 시스템 개발스템 제어 기술
|
[주관연구기관]-SP보강재를 이용한 콘크리트 실험체를 제작하고 이 실험체에 프리스트레스 힘을 도입하고, 도입할 때의 즉시 응력 손실(정착부 Slip 변형) 및 시간에 따른 장기 손실(크리트 및 건조수축 등) 측정 실험을 수행- 확공용 언더 컷 드릴 비 트 개발 기술 검증을 위해 1차적으로 소형 콘크리트 시편을 제작하여 검증 실험을 충분히 한 다음에 드러 난 문제점을 개선하고자 하며, 최종 개선된 확공용 언더 컷 드릴 비트 기술을 이용하여 응력 손실 추정 실 콘크리트 구조 실험체에 대해 적용하여 천공 직경 및 확공직경에 대한 검증을 하고자 함. -전단 내력 시험을 통해 기존 시험체와의 비교 평가를 통해 성과 점검 기준표상의 전단 내력 증가율 110% 달성을 평가하고자 함.-연단 거리 확보를 위해 증설되는 신 콘크리트의 무게가 과도하게 크면 교량 하부구조에 영향을 미칠 수 있으므로 Type 2와 같은 형태의 연단거리 확보 내진 보강 공법을 개발하여 적용 시험을 수행하는 것도 고려하겠음 Type 1 alc Type 2는 일례이며 보다 광범위한 자료조사 및 연구를 통해 더 나은 공법이 있으면 제시하고자 함. - 선정된 교량 연단거리 내진 보강공법에 대한 전단 내력 평가 시험을 통해 최종적으로 SP보강재를 이용한 교량의 내진 보강 시스템에 대한 가이드 라인을 제시하고자 함. [공동연구기관]- 연구목표 달성을 위한 세부 핵심 연구내용· 제시된 연구목표 달성을 위한 목표 달성 접근법 측면에서 각 핵심성과별 연구 목표에 따라 3파트의 전문 분야로 세분화 하여 연구를 수행하며, 계획된 2차년도 연구내용은 다음과 같음.※ Part A : SP보강재가 적용된 구조물의 역학적 거동평가(Mock-up test)※ Part B : 건축물 보강용 스마트 내진보강 시스템 개발● SP보강재가 적용된 구조체의 휨내력 및 휨강성 평가를 위한 주요 변수 설정: 기존 다월바 보강 대비 110% 수준의 휨내력 및 휨강성 성능목표 설정: SP보강재의 매립 깊이, 보강량 및 보강간격, 프리스트레스력 등: 축력 도입의 유무● SP보강재가 적용된 신·구 콘크리트 구조체의 휨 거동 특성 평가: 콘크리트 압축강도, SP보강재의 텐션량 및 신·구 콘크리트의 계면상태: 최대하중, 하중-변위관계, 즉시 및 장기 처짐량, 균열발생량, 접합부 지압파괴 및 탈락, 프리스트레스력 변화● SP보강재의 역학적 휨 거동에 대한 특성 정립● 현장 조건 및 보강형상 에 따른 설계 및 시공상세 개발: 개발된 기술의 설치상세 및 시공 기법: 시스템의 시공성 및 경제성 분석● 현장 조건 및 구조적 거동평가에 기반한 합리적인 설계 및 시공 절차 제시※ Part C : SP보강재의 Self-Prestressing mechanism 분석 및 역학적 특성 정립
|
| 연구성과 |
기술적 기대성과 |
● 프리스트레스도입은 경계면에서 부재의 일체성이 향상됨에 따라 내진보강에 따른 보강 효과 및 신뢰성 향상.● 구조물의 구속효과 및 전단강도의 향상을 통해 안전성 및 내진성능 향상.● 기존구조물과 신설구조물의 경계면에 수밀성을 향상시켜 수중 및 지중에서 조건에서 신·구 구조물의 일체성 및 내구성 저하 극복.● 기존 구조물의 천공 후 정착부의 지압 쐐기효과로 선매립 앵커 방식과 동일한 효과 기대.● PS힘 도입에 필요한 긴장장치 설치 장비가 필요 없으며, 좁은 장소에서도 시공이 가능하여 적용 장소제한 최소화.● 긴장 및 정착용 정착단부가 작으며, 구조체의 철근간섭의 최소화.● 기존 구조물의 보수·보강 시 성능을 향상시킬 수 원천기술 확보 및 국제기술 선도.● 구조물의 안전성확보에 대한 사회적 문제에 대응하면서 기존 구조물의 성능을 향상시켜 사회적 비용을 절감할 수 있는 국가 공공복지 기술.● 기존 보수·보강 재료 및 기술의 문제점 해결 및 한계를 극복한 고기능성 기술의 선도.● 건설 신재료·신기술 등 국가 건설기술 브랜드 창출에 기여.
|
| 사회 경제적 파급효과 |
2) 경제적·산업적 측면● 국내 시설물의 고령화는 급속하게 진행중이며 현재가 시설물의 재건축의 적기임. ● 시설물의 보수·보강을 통한 장수명화 시 신설에 투입되는 막대한 경제적 비용의 절감효과를 기대할 수 있음.● 긴장 및 정착단부의 최소화, 강재수 감소, 작은 천공직경 및 깊이 등으로 초기 공사비는 기존공법 대비 약 5% 이상 절감효과가 기대됨. ● 지반보강, 사면보강 및 부력방지 등의 현장적용 범위가 확대되면 생산원가의 절감이 기대됨.● 보수·보강 성능 향상을 통해 국민의 안전·안심을 확보하고 중장기 적인 유지관리·갱신 등에 대한 전체 비용의 축소와 예산의 평준화를 기대할 수 있음.● 신개념 보수·보강 기술은 기존 구조물의 보수·보강 분야에서 신성장 동력 창출에 기여할 것으로 기대.● 국내 원천기술의 수출 및 전문인력 파견을 통한 경제적 산업적 효과를 기대 할 수 있음. 3) 사회적 측면● 기존 구조물의 내진성능 및 사용성을 향상시키므로 재난에 대한 불안감을 해소하고 안전에 대한 사회적 요구에 적극적으로 대응하여 사회적 비용의 절감 효과를 기대할 수 있음.● 보수·보강 성능의 향상으로 구조물의 장수명화를 통해 SOC 사업에 소요되는 비용절감 기대됨(유지관리 LCC 측면에서 약 20% 절감효과가 기대).● 신개념 토목·건축 기술 및 보수·보강 성능향상 기술에 대한 전문 인력 양성효과
|
| 활용방안 |
● 기존 구조물에 프리스트레스를 도입하는 기술의 연구의 최종성과물은 [그림 4.1]과 같이 기존구조물과 신설구조물과의 일체성을 향상시킬 수 있으므로, 소규모 건축물의 내진보강 및 교량 등의 단면증설 공법에 폭넓게 활용될 수 있음.● 기존구조물에 프리스트레스를 도입하여 기존구조물에 3축 응력이 작용하게 함으로서, 콘크리트 강도의 증진과 더불어 내하력 및 내구성 향상을 도모할 있음. 이에 따라 구조물의 장수명화를 기대 할 수 있으며, 기존구조물이 중성화 등의 내구성 저하로 인해 강도가 저하된 상태에서도 보수·보강에 폭넓게 활용될 수 있음.● 기존구조물에 프리스트레스를 도입함으로서, 구속효과 및 전단강도 향상과 더불어 연성능력 증가를 통해, 내진보강이 필요로 하는 구조물에 폭넓게 활용될 수 있음.● 기존 구조물과 신설 구조물에 프리스트레스를 도입하는 기술의 최종성과물을 통해, 신·구 부재의 경계면에 수밀성을 향상시킬 수 있으므로, 내구성 확보를 필요로 하는 공사에 폭넓게 활용될 수 있음.● 프리스트레스 도입으로 앵커간격을 증가시켜 사용되는 앵커의 수와 천공홀 깊이의 감소로 인해 경제성이 우수하고 철근의 간섭을 최소화할 수 있어 시공성이 우수함. ● 지반보강, 사면보강, 부력방지, 중요시설 및 큰 인발력을 필요로 하는 증·개축 공사 등에 폭 넓게 활용이 가능하여, 정부와 관련기관, 지방자치단체 및 민간사업 등의 다양한 수요처에서 활용이 가능함.
|
이 누리집은 대한민국 공식 전자정부 누리집입니다.
