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과제현황 목록

과제기본정보

이상기후에 대비한 시설기준 강화3년차

사업개요
사업개요에 대한 사업명, 분류코드(기술분류), 과제명, 주관연구기관, 총괄연구 책임자(성명, 소속, 전화번호), 총 연구기간, 당해연도 연구기간 정보제공
사업명 국토교통기술촉진연구사업 과제번호 07TRPI-B043310-03
국가과학표준분류 1순위 건설·교통 | 건설계획·설계기술 | 토목시설물 계획·설계 기술 적용분야 -
2순위 None | None | None 실용화대상여부 실용화
3순위 None | None | None 과제유형 개발
과제명 이상기후에 대비한 시설기준 강화
주관연구기관 한국건설기술연구원
총괄연구 책임자 성명 윤석영
소속 한국건설기술연구원 직위 선임연구위원
기관 대표번호 031-910-0114 FAX -
총 연구기간 2005-06-30 ~ 2010-06-29
당해연도 연구기간 2007-08-30 ~ 2008-06-29

(단위:원)

년도별 정부출연금, 기업부담금, 계 정보제공
년도 정부출연금 기업부담금
현금 현물 소계
3차년도 1,584,000,000 0 0 0 1,584,000,000
과제기본정보의 연구개발개요, 최종목표, 연구내용 및 범위 정보제공
연구개발개요 최근 이상기후에 의한 풍수해가 급격하게 증가하고 있으며 그 발생빈도가 높아지고 있다. 이러한 이상기후는 그 예측이 곤란하고 시설물 및 인명에 막대한 피해를 유발하여 국가적 대응책이 절실하다. 현행 시설기준은 이상기후에 대응하는데 있어서 한계점을 갖고 있으며 이상기후에 대비한 각종 시설물의 설계 기준 강화가 요구되고 있지만 설계기준 강화에 필요한 근거 및 다양한 재해저감대책 수립의 근거가 미약한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 “이상홍수 대비 수공구조물 설계기준 개선”과 “이상기상 대비 구조물의 내풍설계기준 정비 및 개발”의 2가지 과제를 수행하여 구조물의 설계기준들과 이상기후에 대한 다양한 대응전략들을 개발, 개선하여 이상기후에 의한 국가적 재난, 재해를 예방하고 피해를 절감시키는데 목적이 있다.
최종목표 - 극치수문사상 변화특성 분석
- 이상홍수 평가기술 개발
- 이상홍수 대응기법의 국내외 사례조사 및 대응전략 수립
- 이상홍수대비 수공구조물 설계기법 및 기준 개선
- 토석류 대비 도로 시설 설계 개선
- 이상기후에 대비한 시설기준 정비
- 기본풍속도 정비 및 돌풍에 의한 풍환경 피해 방지대책
- 건축물의 풍하중 및 풍진동 설계기준 정비 및 개발
- 교량 및 도로부속시설물의 내풍설계기준 정비 및 개발
연구내용 및 범위 - 조선왕조실록 및 기타 개인 문고 등으로부터 과거의 홍수 발생 기록을 조사하고, 정리하여 데이터베이스로 구축하여 활용도를 제고
- 역사기록의 홍수의 규모를 평가할 수 있는 홍수평가지표를 개발하고, 근대 이후에 발생한 홍수에 적용성을 평가한 후, 역사기록의 홍수에도 적용하여 과거부터 현재까지 발생한 극한홍수를 평가
- 정기적인 관측기록 및 비정기적인 기록 포함하는 자료의 빈도해석 방안 및 적용평가.
- 이상의 분석 결과를 활용하여 극한홍수를 반영한 설계기준을 제시
- 이상홍수 평가기술 개발 및 이상홍수 고려한 설계빈도 설정 방향 제시
- 이상홍수 평가기술의 지침서 작성 및 이상홍수 고려한 설계빈도 설정 방법론 제시
- 이상홍수 취약성 지표 산정식 개발
- 이상홍수 취약성 평가기법 전산화 개발
- 기상학적 극한 사상에 대한 취약성 지표 산출 기법 전산화 개발
- 이상홍수에 대한 지역적 홍수 취약성 평가를 위한 GIS 기반의 전산 시스템 개발
- 시범 대상 유역에 대한 시스템을 활용한 이상홍수 취약성 평가
- 이상홍수에 대한 지역적 홍수 방어를 위한 GIS 기반의 전산 시스템 개발
- 이상홍수에 대한 선택적 홍수 방어 의사결정지원 시스템 개발
- 선택적 홍수방어 전략 가이드라인 작성
- 이상홍수를 고려한 수공구조물의 홍수조절기법 개발
- 극한홍수에 대비한 하천시설물의 설계기법 및 기준 개발
- 토석류 관련 국내/외 설계 기준 분석
- 유송잡물에 의한 도로 및 철도 배수시설물 영향 분석
- 토사퇴적 용량 산정 설계 프로그램 개발
- 토석류 차단 시설물 구조 안정 설계법 개발
- 토석류 차단시설물의 도로 적용 설계 지침 개발
- 토석류 고려 도로 설계 시스템 개발
- 도로설계 관련 기준 및 지침 개선 방안
- 이상기후에 대비한 시설기준 강화 기본계획 수립
- 이상기후 대비 설계기준, 표준시방서, 하위기술기준 공통작성지침 제시 및 시설기준 제개정
- 건축, 토목 구조물 설계용 기본풍속 wind map 정비
- 국내외 기본풍속도와 돌풍으로 인한 풍환경 피해 방지대책 수립
- 국내 풍하중 기준개선(건축물, 교량, 기타구조물)
- 건축물의 풍직각/비틀림방향 풍하중 평가방법 개발
- 건축물의 분류에 따른 풍하중 산정 process 구분 개발
- 건축물의 수평풍하중의 조합방법 개발
- 건축물의 풍진동에 대한 거주자 인지도 평가방안제시
- 건축물의 고유주파수대별 풍진동 설계기준 개발
- 건축물의 풍진동의 진폭 및 거주자의 자세에 따른 풍진동 설계기준 개발
- 이상 기상을 대비한 교량 및 도로부속시설물의 내풍설계기준/지침의 정비 및 개발
- 내풍설계 기준 개선을 위한 수치풍동(CFD)기반 수치실험 기법의 정비
- 개발된 교량 및 건축물 설계기준의 수치해석적 검증을 통한 근거 데이터 구축
건설기술연구개발사업 주요내용
건설기술연구개발사업 주요내용의 구분, 연구개발목표, 연구개발 내용 및 방법 정보제공
구분 연구개발목표 연구개발 내용 및 방법
3차년도 - -
연구성과 기술적 기대성과 ㅇ역사기록 홍수자료 확보 ㅇ극한홍수의 규모를 평가할 수 있는 홍수평가지표 개발 및 500년 정도 기간의 극한홍수에 대한 적용으로 홍수규모 정량화 ㅇ청계천의 수표기록 복원으로 장기간의 홍수기록 확보 ㅇ청계천에 대한 장기간의 극한홍수 발생 빈도 및 크기 평가 ㅇ극동아시아를 포함한 한반도 지역의 극한홍수 변화특성 파악 ㅇ극한홍수를 반영한 설계기준 ㅇ강우빈도해석의 신뢰도 향상을 통한 불확실성 해소 ㅇ확률강우량 및 PMP의 신뢰도 평가 및 수공구조물 등 관련 설계상의 불확실성 해소. ㅇ미래 주요 국가 기반시설물 관리상의 기준 정립을 통한 불확실성 해소 ㅇ이상홍수에 대한 취약성 평가 기법 개발 ㅇ이상홍수에 대한 홍수방어대응 수립이 가능한 전산 시스템 개발 ㅇ이상홍수에 대한 자료의 시공간자료 구축 및 자료의 체계적인 관리 ㅇ이상홍수 취약성 평가기법의 전산화를 통한 신기술 개발 ㅇ이상홍수에 대한 대응 기법 가이드라인 제시 ㅇ선진국 수준의 홍수방어구조물 설계기술 확보 ㅇ하천제방의 내구성 향상을 위한 고강도 재료 확보 ㅇ이상홍수 대응 기술 확보 ㅇ집중호우에 의한 도로시설 설계 기준 강화 ㅇ토석류 차단 시설물 설계 기술 확보 ㅇ토석류 고려 도로시설 설계 기술 및 성능 향상 ㅇ기본풍속도 정비에 따른 풍속측정 자료의 분석 기술 향상 ㅇ방풍식재, 방풍팬스 및 네트 등 바람막이의 설계기술향상 ㅇ풍공학 선진국으로부터의 기술자립 ㅇ건축물의 풍하중 산정방법 정비 및 개발을 통해 얻어지는 연구성과는 건축물의 내풍설계에 필요한 정밀해석을 합리적으로 평가할 수 있으며, 한층 진보된 선진 설계기술의 실용화에 크게 기여 ㅇ내풍설계에 있어서 풍직각/비틀림방향 풍하중 평가밥법, 건축물 분류에 따른 풍하중 평가 process 구분 개발, 수평풍하중의 조합방법 등은 경제성 있는 건축물의 건설과 건설된 건축물의 안정성에도 크게 기여 ㅇ건축물의 과도한 풍진동으로인한 거주자의 불안함과 불쾌감으로부터의 해방이 가능하게 될 것임 ㅇ사회적으로 많이 요구되는 풍진동에 취약한 고층건물의 건설에 기반기술을 제공해 줄 수 있음 ㅇ구조설계시 풍진동에 대한 국내 기준의 제정으로 인한 구조설계 실무자들의 외국 기준의 임의 적용 및 혼선 예방 및 표준화가능 ㅇ예비구조설계단계에서 건축물의 거주성능 확보가 가능 ㅇ이상기상에 대비한 교량구조물의 내풍설계에 관련하여 내풍설계기법, 풍동실험방법의 표준화, 내풍대책의 가이드라인 등을 개발함으로써 200m이하의 도로교의 내풍설계기술의 수준을 향상시키고 국제적 경쟁력을 고양함 ㅇ수치풍동(CFD)기반 수치풍동실험 기술의 개발 및 활용을 통하여 이상풍환경(초강풍, 돌풍 포함)하에서의 내풍설계 기술수준을 선진국 수준으로 upgrade할 수 있음
사회 경제적 파급효과 ㅇ역사기록으로부터 주요 홍수기록을 파악하고 활용함으로써 역사기록의 우수성 입증 및 홍보를 통해 국민적 자긍심 고취 ㅇ제한된 홍수위 측정기록을 300년 이상으로 확보함으로써 극한홍수에 대한 변화를 파악하여 설계에 반영 ㅇ극치사상에 대한 새로운 평가 방법으로 실무에 적용될 경우 이상기후에 대한 설계홍수량을 적용할 수 있으며 이는 치수에 대한 정책 결정에 크게 공헌할 수 있을 것으로 판단됨. ㅇ이러한 공헌은 바로 경제 및 산업적 측면에 보이지 않는 큰 편익으로 작용 ㅇ지역의 취약성에 대한 주민의 의식 고취 ㅇ지역별 특성 분석에 따른 관련 업체의 고용 효과 ㅇ이상홍수방어 전략 수립에 기초자료 구축을 통한 다양한 통계분석 자료 제공 ㅇ시설물의 설계 기준 강화에 따른 재산 및 인명 피해 저감 ㅇ지역별 특성 분석에 따른 관련 업체의 고용 효과 ㅇ효율적 이상홍수방어 전략 수립에 의한 과다한 방재 투자비용의 절감. ㅇ이상홍수에 의한 인명 및 재산 피해 경감 ㅇ하천제방의 내구성 향상에 의한 국가 예산 절감 ㅇ집중호우에 의한 도로 성능향상에 따른 경제적 재산 피해 최소화 효과 ㅇ도로 안정성 확보로 인한 인명 피해 감소 ㅇ사회 인프라 안전 구축으로 시설물 효율성 증대 ㅇ풍재해의 피해 규모감소 ㅇ바람막이 설계 및 시공 기술개발 및 향상으로 인한 관련 산업 활성화 ㅇ본 연구의 성과로부터 건축구조물의 내풍설계 기법의 선진화로 개발기술의 국내보급 및 활용하는 한편 선진 기술력을 통한 해외시장 진출을 가능하게 하고 건축물 설계비 절감에 따른 국내외 시장성을 확대하며 국제적 경쟁력을 확대한다. 또한, 태풍 등 풍피해로 인한 물적, 인적 상해에 따른 보험산업으로의 파급효과를 기대하며 이에 따른 풍공학 전문인력의 양산이 활발해지고 해당산업으로의 고용창출효과가 기대된다. ㅇ건축물에서 발생하는 풍진동을 방지함으로써 건축물의 가치를 높일 수 있음 ㅇ건축물의 풍진동에 대한 설계기준이 개발되면 건설기술의 업그레이드를 기대할 수 있음 ㅇ국제 건설시장에서 기술력의 확보를 통하여 경쟁력을 가지고 중국과 동남아에서 최근 급성장하고 있는 고층건축물 건설시장을 주도할 수 있을 것으로 예상됨 ㅇ풍진동 설계기준이 마련됨으로써 기존 구조물 및 신축 건축물의 풍진동을 경제적이고 효과적으로 제어할 수 있는 진동저감기술개발 연구의 활성화에 기여할 수 있음 ㅇ200m이하 도로교의 설계시 내풍에 관련된 설계를 국내 설계회사에서 수행할 수 있는 환경을 조성하고 설계능력을 배양함으로써 내풍설계기술에 관련된 설계용역의 국외유출을 최소화할 수 있으며 더불어 국외 교량설계용역의 국내수주도 도모할 수 있다. 또한, 내풍설계에 관련된 설계용역이 증가됨에 따라 설계관련업체에서의 고용창출효과도 기대된다. ㅇ현재 우리나라의 내풍설계는 주로 풍동실험에 의존하고 있으나 초강풍 또는 고난류강도풍 등 특수한 기류는 풍동내 재현이 불가능하므로 이러한 이상풍하의 내풍설계에 있어 개발된 수치 풍동실험 기술을 활용할 수 있으며 비교적 간단한 구조물의 내풍설계에 있어 풍동실험을 대신함으로서 설계비용을 절감할 수 있으며 CFD분야의 기술자의 양성을 고용창출이 가능하다.
활용방안 ㅇ역사기록 홍수자료는 대국민 홍보 및 학생 교육자료로 활용 ㅇ장기간의 홍수위자료를 활용한 청계천의 홍수량 평가 ㅇ수공구조물 등 관련 설계상의 불확실성 해소 ㅇ기후변화에 따른 미래 강수특성의 변화 예측 및 이를 통한 관련 구조물 설계상의 기준 제시 ㅇ미래 주요 국가 기반시설물 관리상의 기준 정립 ㅇ이상홍수에 대한 선택적 홍수방어대안 선정에 있어서 Decision Maker의 결정에 정보제공 ㅇ지역의 홍수에 대비한 전산시스템 활용을 통해 신속한 의사결정 지원 제공 ㅇ하천 현황정보 구축을 통해 GIS 시스템을 이용한 하천 시설물 관리 제공 ㅇ다른 GIS 시스템과 연계가 가능하도록 하여 자료 활용이 가능 ㅇ수공구조물 관련 설계기준에 반영되어 실무에서 이상홍수에 대비한 설계시 직접 활용 가능 ㅇ도로설계 기준 활용 ㅇ토석류 차단 시설물 도로 적용 설계 지침 활용 ㅇ이상기후 대비 도로설계 강화 지침 활용 ㅇ합리적 기본풍속 평가를 위한 풍속자료 DB 구축 ㅇ건축, 토목구조물의 내풍해석을 위한 실용적 기술지침서 개발 ㅇ바람막이 설계기술 향상 ㅇ건축구조설계기준(KBC-S) 정비 및 개발 ㅇ건축물의 분류에 따른 풍하중 평가기술 활용 ㅇ건축물의 사용성 평가기술 활용 ㅇ200m이하 도로교, 도로부속시설물의 내풍설계기술 향상 ㅇ수치실험을 통한 풍동실험의 대체 및 보완 기법 향상 ㅇ한국 설계기준과 관행에 따른 CFD 기반의 수치실험 기법 개발 ㅇ이상기상에 대한 교량 및 건축물의 수치해석적 검증을 통한 근거 데이터 ㅇ풍환경 평가 기준의 규준화 ㅇ풍하중 평가기준 개선 및 부분 개발 ㅇ사용성 평가기준의 규준화 ㅇ수립된 대형지진 대비 시설기준 강화 기본계획 및 연구개발기획보고서를 향후 내진 정책수립 및 대형지진 대비 시설기준 강화를 위한 연구개발사업에 활용
핵심어
핵심어의 구분, 핵심어, 핵심어1~핵심어5 정보제공
핵심어 핵심어1 핵심어2 핵심어3 핵심어4 핵심어5
국문 이상홍수 설계기준 수공구조물 풍진동 구조물 내풍설계
영문 Extreme climate Design criteria Hydraulic structure Wind-induced Vibration Wind Resistant Design for Structures
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최종보고서 0490_이상기후에 대비한 시설기준 강화 연구보고서.pdf   다운로드
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