초록 ▼

본 연구의 최종목표는 전통기술과 현대 첨단기술을 토목구조분야와 목가공분야의 학제간 연구로 접목시켜 경량$\cdot$내부식$\cdot$고강도 특성의 조립식 복합소재 보도교 데크와 목구조의 전통결구방식을 응용한 신개념의 연결구조를 개발하며, 이에 대한 시작품 제작과 구조성능시험을 통하여 거동 특성을 분석하는데 있다.
본 연구에서는 콘크리트의 열화와 강재의 부식 등 기존 건설재료의 고질적인 문제점들을 근본적으로 해결할 수 있고, 유지관리 비용을 현저히 절감할 수 있으며, 경량특성으로 획기적으로

본 연구의 최종목표는 전통기술과 현대 첨단기술을 토목구조분야와 목가공분야의 학제간 연구로 접목시켜 경량$\cdot$내부식$\cdot$고강도 특성의 조립식 복합소재 보도교 데크와 목구조의 전통결구방식을 응용한 신개념의 연결구조를 개발하며, 이에 대한 시작품 제작과 구조성능시험을 통하여 거동 특성을 분석하는데 있다.
본 연구에서는 콘크리트의 열화와 강재의 부식 등 기존 건설재료의 고질적인 문제점들을 근본적으로 해결할 수 있고, 유지관리 비용을 현저히 절감할 수 있으며, 경량특성으로 획기적으로 자중을 줄여 줄 뿐만 아니라, 시공기간을 대폭 단축시켜 공사비 절감을 도모할 수 있는 첨단 건설재료인 복합소재를 사용하여 보도교용 데크 패널을 개발하고자 한다. 또한 패널간 연결부는, 못을 사용하지 않는 우리나라 목구조의 전
통결구방식을 응용하여, 전통기술과 현대 첨단기술을 토목과 목재 분야의 학제적 연구로 조화롭게 접목시킨 신개념의 결합방법으로 개발하고자 한다. 이를 위하여 본 과제에서는 1차년도에 복합소재 보도교 데크 패널에 대한 최적의 단면형상을 설계하고,그 연결구조는 전통 목구조 결구방식을 응용하여 설계하며, 복합소재 적층설계와 구조해석을 통해, 개발단계에서 고품질 대량 제작이 가능한 인발성형기법으로 시작품을
제작한 후, 재료 및 구조시험을 통해 성능을 검증하고 평가한다. 2차년도에는 1차년도 연구결과를 반영하여 복합소재 보도교의 데크 패널과 연결구조에 대한 개선설계를 실시하고, 개선된 데크와 연결부를 제작하여 1차년도와 유사한 시험 검증을 거쳐 그성능을 평가한다. 3차년도에는 1, 2차년도에 제작된 데크와 연결부의 구조적인 결함 및 제작상의 문제점을 파악하고 이를 개선하여 설계 및 제작하며, Tsai-Wu 파괴해
석, 좌굴해석 등 상세구조해석과 재료시험, 국부거동시험, 3점 휨시험 등을 통해 구조 성능을 평가 분석하여 최종 연구결과물을 도출한다. 부가적으로, 진공성형방법에 의해 목재를 유리섬유로 보강한 복합소재를 개발하여 기존 목재 특성을 개선한다.
본 연구에서는 설계 및 제작과정의 수정을 통해 여러 번 시작품을 재제작하였으며, 최종적으로 설계 제작한 75mm 데크는 보도교용 데크로 사용하기에 충분한 안전성과 사용성을 갖고 있음을 검증하였다. 향후 본 연구에서 검증한 75mm 데크를 사용하여 보도교를 설계$\cdot$시공하면 내구수명을 향상시키고, 공기를 단축할 수 있으며 유지관리비를 절감할 수 있을 것으로 기대된다. 스냅핏 연결부를 접목한 보도교용 복합소재 데크는 우리나라 전통 목구조 연결방식을 응용하여 신소재와 접목시킨 획기적인 아이디어로 현재 해외에서도 많은 관심을 갖고 본 연구진과 함께 연구하고 싶다는 요구를 해오고 있는 실정이다. 앞으로도 본 연구
진의 연구결과가 세계의 복합소재 교량 바닥판 분야에 상당한 영향을 미칠 것으로 자부하고 있다.

Abstract ▼

Final goal of this research is to develop both composite deck panels, which have specific features of light weight, high durability, anti-corrosion and their connections using traditional joint method, by combining traditional technology with modern state-of-the-art technology through interdisciplen

Final goal of this research is to develop both composite deck panels, which have specific features of light weight, high durability, anti-corrosion and their connections using traditional joint method, by combining traditional technology with modern state-of-the-art technology through interdisciplenary study and to investigate the structural characteristics of decks and its connections by fabricating trial products and
carrying out various performance tests.
Existing construction materials such as concrete and steel have chronic problems; deterioration and corrosion. Owing to its special features of light weight, high durability, anti-corrosion, composite material used in civil infrastructure can not only solve fundamental problems of deterioration and corrosion, but also reduce both construction and maintenance cost significantly. An interdisciplinary study will be carried out in order
to develop a pedestrian bridge deck and its connections, by combining traditional timber structure joint method with modern composite structure joint method. In the first year, configuration design for the optimization of composite pedestrian bridge deck and its connection will be performed. The latter is to be designed by appling the joining method used in traditional technology for timber structure. After the fabrication of trial product
by pultrusion, a typical high-quality and massive production method, through composite design according to stacking sequence of composite laminates and structural analysis, performance of decks will be verified and evaluated by structural tests. In the second
year, reflecting the results obtained in the first year, improvement process will be performed: similar process of the design, fabrication, and performance test for the deck
panel and the connections developed in the first year. Then the optimal configuration for deck panel and connections will be adopted. In the third year, we investigate and resolve difficulties in fabrication of the decks and refabricate the decks with better
quality. After Tsai-Wu failure analysis and buckling analysis, material test, local behaviour tests and structural flexural tests will be carried out to evaluate structural performance of the fabricated decks. In addition, a glass-fiber reinforced wood-composite is developed by VARTM fabrication process to improve typical material properties of wood.
Due to the specific features of light weight, high durability, anti-corrosion of composie material, a composite deck panel for pedestrian bridge has lots of advantages such as reduction of construction cost, significant reduction of life cycle cost and maintenance
cost, etc. It is expected that pedestrian bridge deck will be used for remote areas to speed up construction, for corrosive environment, and for various cases of application in construction. Traditional joint method combined with modern technology, through interdisciplinary work, will take a lead in the field of connection method in composites internationally. This research will offer a very good opportunity to challenge a worldwide technology by illuminating and reviving our traditional technology.

목차 Contents

• Ⅰ. 연구계획 요약문...3
• 1. 국문요약문 ...3
• Ⅱ. 연구결과 요약문...4
• 1. 국문요약문 ...4
• 2. 영문요약문 ...5
• Ⅲ. 연구내용...6
• 1. 서론 ...6
• 2. 연구방법 및 이론 ...11
• 3. 결과 및 고찰 ...89
• 4. 결론 ...95
• 5. 인용문헌 ...96