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SMK 기본정보

SMK 기본정보
기술명 층간 변위비 40% 저감 및 초기강성 20% 향상 가능한 저비용 ·고효율 제진보강 공법
개발 배경 및 필요성 ？ 국내 지진 위험 증가
국내 지진 발생은 2016년부터 급격하게 증가, 한해 200회 이상 지진 발생하고 있음. 특히, 경주 및 포항지진의 발생으로 지진방재에 관한 국민적 불안감이 증폭되고 있음.
？ 노후화 국가 공공 건축물 증가와 내진 안전성 불안감
공공 건축물 중 준공 20년 이상 노후화 건축물은 전체 약 20만 동 대비 약 45%(2016년 기준) 수준임. SOC 공공시설물의 내진율은 62.3% 이지만, 공공 건축물 및 학교시설물은 약 35%의 수준으로 타 시설에 비해 현저히 낮은 수준임(2018년 기준).
？ 국내 내진보강 시장 전망
정부는 공공시설물 안전확보를 위해 내진보강 1단계(’11~’15년) 및 2단계(’16~’20년) 사업을 추진 중임. 포항지진 이후 내진보강 예산투자가 크게 증가하고 있으며(’18년 8244억원), 향후 예산투자가 증가 될 것으로 예상 됨.
？ 지속적인 강진 발생에 의한 지진 위험 증가
1900년~2017년 동안 전 세계적으로 규모 7.0의 강진은 1,350여 회 발생하였으며(연평균 17회), 이에 따라 세계 각국의 막대한 인적·재산적 피해를 초래하고 있음.
？ 내진보강 시장의 확대
일본 고베지진에서 노후화 건축물에 집중적인 피해가 발생하였으며 노후화 건축물에 대한 내진보강 대책은 세계 공통적인 문제점임. 또한, 불의 고리에 인접한 동남아 지진 다발 국가를 중심으로 내진보강 시장은 세계적으로 지속적으로 성장 중임.
？ 내진보강 관련 국내·외 업체의 한계
내진보강관련 시장은 다양한 연구개발을 통한 기술력과 국가 제도를 바탕으로 일본 주요 건설사들이 주도하고 있음. 한편, 국내 내진 기술개발은 중소기업의 틈새시장 공략용으로 인식되고 있으며, 해외 기업들과의 기술제휴를 통한 기술의존도가 높음.
기술 개요 내진성능이 취약한 노후화 국가 공공 건축물의 지진 안전성 향상을 위한 샛기둥 지지 방식의 전단항복형 강재 댐퍼시스템
- 층간 변위비 40% 저감 (제진에 의한 응답 저감 효과)
- 초기강성 20% 향상 (내력향상에 의한 내진 보강 효과)

기술의 특장점

기술의 특장점
기존 기술 대비 차별성 기존 연구는 실리콘점성댐퍼, 마찰댐퍼, 혼합댐퍼 등과 같이 복잡한 구성과 높은 제작비용이 발생되는 제진장치 유닛의 성능개선에 대한 연구가 주를 이루고 있으며, 개발 내용도 제진장치 유닛의 성능검증 수준에 그치고 있음.
저비용·고효율의 제진보강 공법 개발 (제진원리 : 강재의 전단변형, 지지형식 : 샛기둥)로 연구범위는 댐퍼유닛검증 → 모듈 시스템 검증 → 접합공법 개발 → 적용 건축물의 내진 성능평가의 단계적 검증으로 기존 연구의 댐퍼유닛의 성능검증의 내용을 만족하면서 현장 적용성까지 입증하고 있음

기존 연구는 주로 복잡한 구성의 고비용？의 댐퍼(점성/마찰/혼합댐퍼 등)의 유닛개발에 집중되었으며, 더욱이 가새형으로 설치되어 공간기능 저하의 문제점이 있음.
이 연구는 1) 샛기둥 지지방식으로 공간기능 확보가 가능하고 2) 구성이 간단하고 저비용의 전단 항복형 강재댐퍼의 제진원리를 적용하므로 기존 연구와 설치형식, 제진원리에 대해 차별성을 가짐. 또한, 댐퍼 유닛 설계법 개발/성능검증 → 모듈시스템의 설계법 개발/성능검증 → 접합공법 개발/성능검증 → 개발기술 적용 건축물의 내진 성능평가의 순서로 연구범위가 기존 연구의 댐퍼유닛의 성능검증의 내용을 만족하면서 보다 정량적으로 현장 적용성을 입증하는데 뚜렷한 차별성이 있음.
기술 경쟁력 기존 기술 대비 건축물 층간 변위비 40% 저감 가능
기존 기술 대비 건축물 초기강성 20% 향상 가능
- 단계별 성능검증에 따른 최적화 내진성능 확보
- 기존 건축물 대비 층간 변위비 40% 저감
- 기존 건축물 대비 초기강성 20% 향상
- 제안 공법을 적용한 건축물의 구조 설계에 관한 실증적 정보 제공
- 제진부재 평가인증제도 유도를 통한 제진보강기술의 향상과 품질확보의 제고
경제적 효과 기존 제진보강방법 대비 20% 공기 단축
효율적 내진보강으로 건축물의 장기 수명화와 전면교체가 아닌 부분교체에 따라 유지관리 비용 30% 절감 가능
- 제안 공법의 기술 자립화에 의한 국가 기술 경쟁력 제고와 해외자본 투자유도
- 기존 제진보강방법 대비 20% 공기단축
- 지진피해의 사전예방에 따른 복구시간·복구비용 감소
- 효율적 내진보강으로 인한 건축물의 장기 수명화와 유지관리비용 감소
- 기성품의 판재 또는 H형 강재를 사용하므로 저비용의 생산과 시공이 가능

시장성

시장성
시장규모 및 성장성 (지진 위험 증가) 국내 지진 발생의 빈도는 점차 증가 추세이며 최근 경주지진과 포항지진에 의해 지진방재에 관한 국민적 불안감이 증대되고 있음
(공공건축물의 노후화 현황) 준공 20년 이상 노후화공공 건축물은 2016년 기준 약 45%이며 향후 지속적 증가가 예상됨(국가공공건축지원센터)
(공공건축물의 내진화 현황) SOC시설물은 62.3%의 내진율이 확보되었으나(2018년 기준), 공공 건축물의 내진율은 35% 정도로 다른 시설에 비해 크게 낮음
(시장전망) 포항지진 이후, 내진보강 예산투자가 크게 증가하고 있으며(2018년 8244억원), 향후 예산투자가 증가 될 것으로 예상(행안부)
(지진 위험 증가) 1900년~2017년 동안 전 세계적으로 규모 7.0의 강진은 1,350여 회 발생하였으며(연평균 17회), 이에 따라 세계 각국의 막대한 인적·재산적 피해를 초래하고 있음.
(노후화 건축물의 지진피해) 세계적으로 시간경과에 따른 건축물의 노후화가 진행되고 있음. 약 6,400명의 사망자가 발생한 일본 고베지진에서는 노후화 건축물에 집중적인 피해가 발생하였으며 노후화 건축물에 대한 내진보강 대책은 세계 공통적인 문제점임.
(시장전망) 세계적으로 끊이지 않는 지진피해로 내진보강 시장은 지속적으로 성장 중임. 특히, 불의고리에 인접한 지진다발 국가(동남아 등)를 중심으로 한 수요가 확대되고 있음

준공 20년 이상 노후화 공공 건축물은 2016년 기준 약 45%이며, 노후 건축물의 비중은 매년 증가추세에 있음. 포항 지진 이후 내진보강 예산투자가 계속 증가할 것으로 예상
응용분야(수요처) 수요처
기술이전/(주)상생뉴텍
기술이전/(주)조은시설

적용처
지방자치단체, 정부출연기관
경찰청 및 소방청, 민간건축물

연구성과 정보

* 지재권현황
순번 발명의 명칭 출원번호 관리현황
1 접합부 응력집중을 최소화화는 전단항복형 강재댐퍼를 활용한 제진보강 시스템 10-2020-0175587 출원
2 건물 외부 장착 방식의 내진 보강 구조체 10-2021-0086620 등록

시공실적 및 시제품 현황
시공실적 및 시제품 현황 ？ 본 기술은 FEM해석을 이용하여 댐퍼 성능이 최대한 발휘되고 기존 건축물의 손상 최소화를 위한 목표성능을 설정하고 기존 건축물 간 접합상세와 설계방법 개발을 실시하였으며, 구조실험을 통하여 성능 검증을 하였음.
？ 본 기술은 상부 접합체, 중앙댐퍼, 하부 접합체 3가지의 부재로 나누어 각 부재에 대한 무게를 줄여 시공이 간편하도록 개발
기술준비도(TRL) 기술개념확립  연구실환경검증  시제품제작  실제환경검증  신뢰성평가  상용품제작
R&D 수행이력 사업명 국토교통기술촉진연구사업
과제명 전단항복형 강재댐퍼 시스템과 기존 건축물의 접합공법 개발
총연구기간 2021-01-01 ~ 2021-12-31
총연구비 187,600,000원

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