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과제기본정보

말뚝두부보강의 면진 댐퍼시설 개발1년차

사업개요
사업개요에 대한 사업명, 분류코드(기술분류), 과제명, 주관연구기관, 총괄연구 책임자(성명, 소속, 전화번호), 총 연구기간, 당해연도 연구기간 정보제공
사업명 건설기술연구사업 과제번호 09CCTI-C053472-01
국가과학표준분류 1순위 건설 교통 | 시설물 안전 유지관리 기술 | 자연재해 저감기술 적용분야 기타 산업
2순위 None | None | None 실용화대상여부 실용화
3순위 None | None | None 과제유형 개발
과제명 말뚝두부보강의 면진 댐퍼시설 개발
주관연구기관 (주)제일엔지니어링종합건축사사무소
총괄연구 책임자 성명 임형주
소속 (주) 이디시엠 직위 상무
기관 대표번호 070-4693-0253 FAX 070-4850-8039
총 연구기간 2009-10-26 ~ 2010-06-25
당해연도 연구기간 2009-10-26 ~ 2010-06-25

(단위:원)

년도별 정부출연금, 기업부담금, 계 정보제공
년도 정부출연금 기업부담금 계
현금 현물 소계
1차년도 50,000,000 32,000,000 125,000,000 157,000,000 207,000,000
과제기본정보의 연구개발개요, 최종목표, 연구내용 및 범위 정보제공
연구개발개요 말뚝기초 두부보강의 국내?외 현재기술은 기초와 말뚝을 강결하는 구조로 지진하중을 100% 수용하여 상부구조로 전달하고, 교량이나 건축물 기둥의 면진받침이나 브레이싱에 설치된 댐퍼 등이 지진하중을 감소시키는 작용을 함. 무조인트 교량의 현재 말뚝처리 기술은 말뚝의 강성을 약하게 하여 변위를 수용하는 구조로 지진하중의 절감효과가 있으나, 상부하중을 수용하기 위한 말뚝의 소요개수가 많을 경우 적용이 불가한 실정임.현재 상용되는 말뚝의 두부보강을 면진구조체로 응용변경하여 실용화하는 연구이며, 말뚝두부보강의 댐퍼시설은 지중에서 발생하는 지진하중을 일차적으로 말뚝두부보강의 댐퍼의 연성구조체를 일단 수용하여 기둥→받침→상부구조 전달되는 지진하중을 절감시키고자 하는 것임
최종목표 말뚝 두부보강의 면진 댐퍼시설 연구개발의 경우 지진하중을 구조물 기초에서 일차적으로 지진하중을 감소시키는 것과 다르게 일반적인 면진은 구조물에 기둥 또는 기둥의 상부 받침부에 설치되는 면진시설로 지진하중을 구조물의 면진시설로 지진하중을 절감시키는 방법으로 말뚝기초를 가지는 교량이나 건축구조물에 지진하중을 말뚝 두부보강의 면진시설에서 절감시키는 장치를 개발하여 실용화하여 국내?외에서 전무한 기술력을 확보하는 것이 최종목표임
연구내용 및 범위 - 본 연구의 목표는 말뚝두부 보강에 적합한 면진댐퍼장치를 개발하는데 목적이 있다.
이를 위하여 면진댐퍼장치의 설계 및 성능시험기법을 개발하고, 설계 및 시공지침을
개발한다. 또한 개발된 면진댐퍼장치에 대한 실용화 가능성을 분석하고
신규 교량 및 건축구조물의 기초 설계시 설계반영하고 현장에 시험 시공할 수 있는
기반을 구축한다.
- 연구목표를 달성하기 위한 구체적인 연구내용으로는 1차년도 연구결과를 토대로
면진댐퍼장치의 설계 및 시제품 제작을 위한 구조설계 및 해석기법을 정립하고,
고기능성 면진댐퍼장치의 개발을 위하여 신규 교량뿐만 아니라
노후 교량에 사용될 수 있는 면진댐퍼를 개발하고자 한다.
또한 면진댐퍼장치의 성능평가시험기법 및 평가기준을 정립하여 품질표준화하고,
현장적용이 용이한 설계 및 시공기법을 개발하고자한다.
- 본 연구개발품인 면진댐퍼장치와 거동원리 및 기능이 유사한 기존 내진 및
면진장치과 같이 다년간 연구를 통해 개발되어 현재 사용되고 있는 면진장치를
응용하여 말뚝두부 보강에 필요한 면진댐퍼를 개발한다.
또한 개발된 면진댐퍼 시제품을 대상으로 각종 특성시험 및 내구성시험을 통하여
품질기준을 제시할 것이다.
건설기술연구개발사업 주요내용
건설기술연구개발사업 주요내용의 구분, 연구개발목표, 연구개발 내용 및 방법 정보제공
구분 연구개발목표 연구개발 내용 및 방법
1차년도 - 힌지 구조계 연구
- 전단스프링계수 연구
- 면진장치 적용성 검토 		- 라멘교에서 힌치구조계 연구
- PSC BOX교에서 힌지구조계 연구
- 건축물(RC라멘조)에서 힌지구조계 연구
- 탄성고무+철심재 전단스프링계수 연구
- 강재(방수성) 전단스프링계수 연구
- 탄소섬유(탄소봉) 전단스프링계수 연구
- 기존 면진장치 적용성 연구
- 말뚝두부 정착방안 연구
연구성과 기술적 기대성과 기존 면진시스템의 경우 교량 상부구조물에 대해서만 고려하여 설계하고 있어 지진발생시 교량 구조물 중에서 기초부분은 가장 취약한 부분이다. 이에 본 연구는 말뚝두부에 면진댐퍼를 부착하여 탄성 보강하여 지진발생시 지반과 상부구조물을 지진격리시킴으로서 지진동(earthquake vibration)에 대해 상부구조물을 안전하게 보호하고 지진종료 후 원상태로 복원되어 면진장치의 본래의 기능을 할 수 있다.
본 연구가 성공한다면 내진성능 보강 시 시급히 요구되는 기존 교량에 적용이 가능하다. 국토해양부는 내진설계가 되어 있지 않은 교량 2284곳에 대한 내진보강 작업을 년차 적으로 실시할 예정이며, 지진 시 피해 시설물의 신속한 복구를 위해 대도시 등 주요 지역에 대한 지반현황 지도를 작성하며, 내진 보강을 의무화하는 것도 추진할 방침임
사회 경제적 파급효과 본 연구의 경제적 예상수익은 2006년 현재, 국내의 경우 신설교량공사를 제외하고 기존 교량 보수 보강공사에서만 약 1000억원 이상 예상된다. 실제 지난 2005년에 건설교통부 발표 자료에 의하면 내진설계가 되어 있지 않은 교량에 대한 내진보강 작업을 년차 적으로 실시할 예정이며, 실제 각 지방자치 단체에서 관리하는 교량의 경우 정기적으로 정밀점검 후 일시적인 보수공사가 실시되고 있다. 국내에서 면진장치를 개발할 경우 기반 핵심기술 확보 및 원천기술 수입에 의한 기술료지급액 400억원 이상의 부가생산성이 확보될 것으로 예상되며 국외 수출시 그 가능성은 더욱 높아질 것임
특히, 본 연구의 경우 세계최초 독자개발이라는 점을 감안하면 그 가치는 매우 높으며 최종 연구 성공 후, 기존의 설계 및 시공업체와 연계하여 판매한다면 지식수출의 효과와 함께 충분히 연구비 환수 및 그 실용화에 따른 이익은 확보 가능하며 지진과 지진피해에 대한 세계적인 관심 증대로 국가적인 사회?경제적인 효과를 얻을 수 있음
활용방안 본 연구는 종래 기술의 내진 및 면진장치기술에 기초파일 기술을 조합시킴으로서 지진에 견딜 수 있는 신 개념의 말뚝기초 보강장치를 연구개발 하고자 하며 종래 교량부속장치분야는 해외기술의존도가 높았으나 순수 국내기술로 개발되어지므로 해외에 기술료 지급필요가 없어 국익에도 도움 될 것으로 기대된다. 또한, 유사분야 연구개발 사업에 적극 참여함으로서 기술축척과 대외 기술 경쟁력 향상으로 기업경쟁력 뿐만 아니라 국가기반시설 경쟁력도 확보가능 할 것으로 기대됨
핵심어
핵심어의 구분, 핵심어, 핵심어1~핵심어5 정보제공
핵심어 핵심어1 핵심어2 핵심어3 핵심어4 핵심어5
국문 면진댐퍼 말뚝두부보강 힌지연결 전단스프링 내구성
영문 Isolate Damper The Reinforcement of head of pile Hinge type connection Shear spring Durability
최종보고서
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최종보고서 말뚝두부보강의면진댐퍼시설개발_20100625.pdf   다운로드

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