| 연구개발개요 |
21세기의 도약과 번영을 향한 거대한 물결 속에서, 대한민국은 기술경쟁력의 회복이라는 큰 전환점을 맞고 있다. 즉 개발도상국형의 노동집약적 산업 중심에서 선진국형 고급기술 중심의 고잉여가치 산업으로 전환시기이다. 이러한 산업구조의 대전환의 시대인 오늘, 우리는 미래 한국의 자화상으로 첨단산업 중심의 고급기술 수출의 선진국을 목표로 다양한 분야에서 노력하고 있다. 여러 첨단산업들 중에서도 초대형 구조물 분야, 특히 대공간 건축물 분야의 신기술 개발은 21세기 국내 기술발전을 위해서는 필수적인 과제이다. 1980년대 중반까지는 건축?토목 분야의 노동력 중심의 해외 수출이 우리 경제성장의 많은 부분을 차지하였으나, 그 후 임금상승 등 여러 가지 악조건으로 인하여 점차 국제경쟁력을 잃고 있다. 이러한 국제경쟁력 약화의 타개책 및 고용창출과 국내 고급인력 인프라구축에 대한 하나의 시발점으로 건축분야의 최첨단분야인 대공간 건축물의 기술개발이 절실히 요구된다. 그러나 국내 건설 산업에서 대기업과 중소기업의 수직적 관계는 선진국의 핵심기술의 폐쇄성과 국내 건설업의 고질적인 기술 보수성의 문제와 더불어 국제 경쟁력을 약화시키는 요인이 되고 있다. 또한 한국 내 대부분의 대공간 건축물들이 국외의 설계 및 시공을 의뢰하고, 이 과정에서 국내 기술진의 검토 또는 확인이 불가능하기 때문에 외국사의 불성실함과 횡포에 대처할 수 없고, 또 사고발생 후에도 손해배상을 청구할 능력이 부족하여 일방적으로 부당한 처우를 당하는 사례가 빈번하다. 전문기술을 보유한 중소기업의 국가적 차원의 육성이 필요한 이유는, 대기업의 대공간 건축물 시공에 있어서 공정상 특수한 기술을 요구하는 부분들은 수직적 계열화된 전문 중소기업들의 핵심기술을 이용하기 때문이다. 즉, 외국기업체들의 기술 폐쇄성으로 인한 중소기업의 낮은 기술력은 대기업으로 하여금 외국의 기술의존도를 높이게 되고, 또 원천기술을 보유하는데 있어서 막대한 비용을 필요로 하는 까닭에 중소기업의 독자적 기술개발은 기대하기 힘들다. 이러한 악순환과 독자개발의 문제점 등이 계속 제기됨에도 불구하고 대공간 건축물의 국내기술자립이 힘든 이유는 선진국형 고급핵심기술의 폐쇄된 장벽을 기업차원에서 극복하기 어렵기 때문이고, 전문기술보유의 중소기업 중심의 기반구축이 매우 부족하기 때문이다. 따라서, 국가적 차원에서의 지속적인 지원과 대공간 건축물의 전문성을 보유한 전문 업체 개발 등의 체계적인 정책이 절실히 필요하다.국가차원의 체계적인 연구개발정책에 있어서는 1) 대공간 건축물의 핵심기술 개발 2) 대공간 건축물의 전문성을 보유한 전국적인 연구단체 및 전문 연구진의 육성 3) 대공간 건축물을 주요사업으로 하는 고급기술중심 전문건설업체의 지원 4) 기술선진국과의 효과적인 공동연구 및 기술자문등을 통한 고급기술의 확보가 가장 중요하고 시급한 일이다.
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| 연구내용 및 범위 |
대공간 건축물 건설기술 개발과제의 최종 목표를 달성하기 위해 본 연구과제에서는 4개의 관련 분야로 세분화하고 각 세부 또는 관련 분야가 상호 유기적인 협력관계를 이루어 연구를 진행할 것이다. 각 세부 과제는 1)구조시스템 개발 및 경제성 분석, 2)비선형해석 및 구조설계 기법개발, 3)시공 및 친환경 설계 기법개발 및 4)실용화 방안 연구로 이루어진다.각 세부과제별 내용을 살펴보면 다음과 같다.1) 구조시스템 개발 및 경제성 분석 본 세부과제는 대공간구조 시스템의 실용화를 위한 핵심사항으로, o 대공간구조 시스템 개발에서는 강성구조시스템, 연성구조시스템 및 하이브리드(Hybrid) 시스템의 개발을 위한 모든 기술이 포함되며, 축소모델을 이용한 실험, 특히 사회적 요구가 높은 개폐식 구조 시스템의 연구가 병행된다. o 접합부 해석 및 설계에서는 각 시스템 특히 연성구조 시스템에서 필요로 하는 접합부의 해석 및 설계에 적용할 수 있는 다양한 모듈의 접합부에 대한 연구를 수행한다. o 대공간구조물의 중량, 형상, 위상최적화 문제와 Morphogenesis기법 등에 대한 연구를 수행한다. o 시스템의 경제성 분석은 실용화 입장에서 연구의 가치를 평가하고 최적의 스팬별 최적 시스템에 관해 연구를 수행한다.2) 비선형해석 및 구조설계기법 개발 본 세부과제는 대공간구조로 분류되는 스페이스 프레임, 서스펜션 막 구조, 케이블 트러스 복합구조의 설계와 관련되는 구조특성을 규명하기 위한 해석기법을 연구한다. 구체적인 내용은 o 비선형해석 기법으로는 강성구조물의 기하학적 및 재료적 비선형해석, 연성구조물의 형상탐색 및 안정화이행과정 해석, 재단도 해석 등을 연구한다. o 구조안정해석 기법으로는 쉘 및 스페이스 프레임의 정적, 동적 안정문제 등을 연구하여 불안정 거동을 규명한다. o 대공간구조물의 동적거동 특성, 하부구조의 거동특성 영향, 제진, 면진구조 연구 등이 포함된다.3) 시공 및 친환경 설계 기법개발 본 연구과제는 대공간구조의 시공, 재료 및 친환경적인 문제의 필수적인 모든 연구를 목표로 하고 있으며, o 대공간구조의 시공기법 개발에서는 상부구조의 Erection 계획, 케이블구조물의 시공 Sequence 등 시스템에 따른 시공기법을 연구한다. o 복합 및 강재 신재료 특성규명에서는 최신 대공간 설계에 필요한 신소재에 관하여 연구한다. o 친환경 대공간 설계에서는 열 환경, 풍 환경, 음 환경이 최적, 최고 수준으로 확보될 수 있는 기법을 연구한다.4) 실용화 방안 연구 본 연구과제는 대공간구조의 실용화 방안에 필수적인 모든 내용의 연구를 목표로 하고 있으며, o Pilot Project 를 통하여 관련 요소기술의 개발수준을 정량적, 사실적으로 평가할 수 있는 시스템을 도입한다. Pilot Project를 수행하는 과정에서 타 세부기관의 연구결과를 실질적으로 평가하고, 1/10 스케일의 실질모형을 건조하여 핵심요소기술의 적용성 및 타당성을 평가한다. o 연구 결과를 실용화하기 위하여 Code, 시공 Manual 작성을 한다. 또한 대공간 건축물 누수관련 연구를 수행한다.
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