초록 ▼

1. 최종목표
◦기존의 목분함유량 50-60%의 재생목재의 구조 및 환경성능을 획기적으로 개선시킨 목분함유량 70%의 고충진 재생목재를 개발하고, 개발된 고충진 재생목재의 강도 확보 및 친환경성 확보를 위한 성능검증시험
◦성능이 검증된 고충진 재생목재를 사용한 내진구조재 개발 및 내진구조재를 사용한 모듈러 건축시스템 개발
2. 개발내용 및 결과
◦목분함량 70% 고충진 재생목재 제조를 위한 폐목재 펠릿 및 폐플라스틱 합성을 위한 혼화제 성분 조성비 연구 : 혼화제 성분 조성비 제시(제조 상의 노우하우로 인하여

1. 최종목표
◦기존의 목분함유량 50-60%의 재생목재의 구조 및 환경성능을 획기적으로 개선시킨 목분함유량 70%의 고충진 재생목재를 개발하고, 개발된 고충진 재생목재의 강도 확보 및 친환경성 확보를 위한 성능검증시험
◦성능이 검증된 고충진 재생목재를 사용한 내진구조재 개발 및 내진구조재를 사용한 모듈러 건축시스템 개발
2. 개발내용 및 결과
◦목분함량 70% 고충진 재생목재 제조를 위한 폐목재 펠릿 및 폐플라스틱 합성을 위한 혼화제 성분 조성비 연구 : 혼화제 성분 조성비 제시(제조 상의 노우하우로 인하여 성분 및 수치는 암맹)
◦목분함량 70% 고충진 재생목재의 개발 및 생산공정 구축 : 개발 완료 및 생산공정 구축완료
◦목분함량 70% 고충진 재생목재의 물성시험 및 친환경성 검증시험 : 강도특성을 비롯한 물성관련 공인시험 완료(한국화학융합시험연구원 공인시험성적서) 및 친환경성 검증시험 완료(한국화학융합시험연구원 공인시험성적서)
◦목분함량 70% 고충진 재생목재을 사용한 구조부재의 내진성능 시험 : 기둥재, 큰보 부재, 작은보 부재, 가새재의 강도특성 시험 완료(한국기술교육대학교 재료실험실)
◦개발된 목분함량 70% 재생목재를 재료로 한 기둥, 보, 가새재로 하는 파일럿 구조물을 설계하고, 설계된 구조물의 탄성설계, 탄소성설계, 좌굴해석, 내진해석, 탄소성지진응답 해석 등을 수행하고 해석결과의 파일럿 구조물에 환류하여 설계 수정 수행
◦최종 수정된 목분함량 70% 재생목재를 재료로 한 기둥, 보, 가새재로 구성된 모듈러형 골조 및 돔형각 부재를 사용한 파일롯 구조물을 시공하고, 시공된 파일럿 구조물의 내진성능 검증을 위한 실재 지진파(고베지진파 50gal, 100gal, 200gal, 400gal, 500gal, 830gal, 1,500gal)를 입력한 진동대 실험 완료(부산대학교 지진방재연구센터 위탁실험)
◦목분함량 70% 재생목재를 사용한 모듈러골조 하우스 및 모듈러 돔 하우스 설계도, 구조계산서, 시방서 등 작성
3. 사업성과
◦기술적 성과
- 기존 내구성의 문제로 회피되어 왔던 목분함량 70%의 재생목재 생산을 위한 제조성분비 확정 및 제조성분비를 바탕으로 한 생산공정 구축을 완료하여 제품을 생산중에 있음, 또한 개발제품을 주택·펜션·편의시설 등의 2층 이하 소규모 구조물의 구조재로 사용하기 위하여 요구되는 강도특성, 변형성능, 환경성능 등의 검증을 공인시험기관을 통하여 검증하였음
- 또한, 목분함량 70%의 재생목재를 구조재로 사용하는 모듈러하우스의 표준설계도, 구조계산서 등을 작성하여 DIY가 가능하도록 표준구조부재 치수를 제안하였음
- 최근 화두가 되고 있는 건축물의 내진성능 확보에 있어서, 제조된 재생목재로 파일럿 골조를 시공하여 실재 지진파(고베지진파 남북방향 830gal)를 입력한 탄소성 지진응답해석 및 진동대실험을 수행하여 내진성능을 검증하였음
◦ 경제적 성과
- 목분함량 70%의 재생목재 개발 후 조달청우수제품 지정을 통한 참여기업의 매출증대(참고자료 재무제표 최근 3년)
- 대학과 기업의 산학공동기술개발 결과물을 논문발표, 특허등록 및 출원, 환경인증 등을 통하여 검증을 받았으며 그 결과 생산된 제품의 높은 신뢰성 확보는 판매촉진과 직결됨, 국내 최초의 목분함량 70% 친환경 재생목재 생산은 참여기업(기존목분함량 50%)의 주생산제품의 90% 이상을 점유하며, 제품 매출액은 2012년도 대비 2013년도 100% 이상 증대 실현, 2013년도 대비 2014년도 100% 이상 증대 예상
◦ 사회적 성과(일자리 창출 등)
- 산학공동기술개발의 결과를 활용하여 3명의 신규 일자리를 창출하였으며, 2014년도 하반기는 신규고용 5명을 예정하고 있음
- 저탄소 시대의 친환경 제품으로서 생산된 제품의 재사용 및 재활용이 가능하여 환경부담을 극도로 완화시킬 수 있는 재생목재 개발
- 기존의 내외장재 위주의 재생목재 사용용도 확장을 통한 신시장 창출 및 고용창출
- 재생목재의 성능 향상으로 인한 내진구조재로서의 사용용도 확대로 인한 새로운 타입의 모듈러 주택, 휴게실, 파고라 등의 신산업영역 창출 및 파급 효과
4. 기술개발결과 활용계획
◦현재 양산제품의 마케팅은 기존 참여기업의 30개소의 지역대리점 및 판매네트웍을 이용하여 적극적으로 홍보하고, 기술전시회 및 박람회 등에 공격적으로 출점하여 개발기술의 우수성을 홍보 및 판매
◦대기업과 공동으로 시공현장에 적용하여 국토교통부의 신기술인증을 통한 기술력 판매 주력 및 조달청 나라장터 업체등록으로 영업 딜러 및 온라인매체 이용을 통한 판로확보 및 매출 증대
5. 기술개발자료의 보안관리
◦특별한 보안은 필요없으며, 연구개발의 특허 출원ㆍ등록 실적은 특허등록 2건, 특허출원 10건, 디자인등록 10건임

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 최종보고서 제출서 ... 2
• 개발결과 의견서 ... 3
• 최종보고 요약서 ... 4
• 본문 목차 ... 6
• 제 1 장 서론 ... 8
• 제 1 절 대상기술의 개요 및 개발 필요성 ... 8
• 1.1.1 대상기술의 개요 ... 8
• 1.1.2 대상기술의 개발 필요 ... 10
• 1.1.3 대상기술개발의 파급효과 및 활용방안 ... 13
• 제 2 절 관련기술 및 국내외 시장현황 ... 16
• 1.2.1 국내외 관련기술 및 연구동향 ... 16
• 1.2.2 국내외 시장현황 ... 18
• 1.2.3 국내외 지식재산권 현황 ... 18
• 제 3 절 기술개발 목표 및 내용 ... 22
• 1.3.1 대상기술의 개발 최종목표 ... 22
• 1.3.2 기술개발 내용 및 연차별 연구내용 ... 23
• 1.3.3 파일럿 건축물: 모듈러 구조물 ... 26
• 1.3.4 대상기술개발의 평가항목 ... 29
• 제 2 장 과제개발 내용 및 방법 ... 31
• 제 1 절 고충전 재생 목재 생산과 컴파운드 ... 31
• 2.1.1 목분 충전율 및 혼화제 성분특성과 성분비 ... 31
• 2.1.2 최적성분조성비 및 컴파운드의 제조 ... 33
• 2.1.3 고충전 재생 목재 완제품 생산 장비 ... 35
• 제 2 절 고충전 재생 목재 단위유닛 모델링 ... 37
• 2.2.1 고충전 합성목재의 단위부재 ... 37
• 2.2.2 목분함량 70% 합성목재의 부재 모듈 ... 46
• 2.2.3 단위유닛의 기계적 성능분석 및 검증 ... 51
• 2.2.4 단위유닛의 친환경성 분석 및 검증 ... 57
• 제 3 절 구조부재 모델링 및 성능분석 ... 64
• 2.3.1 고충전 재생목재를 이용한 구조부재 ... 64
• 2.3.2 단위모듈 구조부재의 실험시편 ... 66
• 2.3.3 단위모듈 구조부재의 성능테스트 결과 ... 68
• 제 4 절 모듈러 건축 내진구조시스템 구조설계 ... 71
• 2.4.1 재생목재 모듈러 내진구조 기본모델 ... 71
• 2.4.2 모듈러 시스템의 내진설계 기본개념 ... 74
• 2.4.3 동적해석방법의 기본개념 ... 77
• 2.4.4 모듈러 시스템의 구조계산서 작성요령 ... 78
• 제 5 절 돔 구조의 구조불안정과 비선형 해석 ... 87
• 2.5.1 돔형 구조물의 구조불안정과 사고 ... 87
• 2.5.2 비선형 안정해석과 구조불안정성 ... 89
• 2.5.3 구형 돔의 임계하중과 안정이론 ... 105
• 2.5.4 비선형 지배방정식과 해석적 해 ... 111
• 제 6 절 파일럿 건축물 (모듈러 돔 구조) ... 120
• 2.6.1 반구형 지오데직 돔의 모델링 ... 120
• 2.6.2 모듈러 돔의 설계용 프로그램 및 GUI ... 129
• 2.6.3 모듈러 돔 구조 시스템의 평면계획 및 건축설계 프로세스 ... 136
• 2.6.4 MHIC 돔 구조의 해석과 불안정 모드 분석 ... 143
• 2.6.5 단위부재의 제작을 위한 절점 모델링 ... 148
• 2.6.6 파일럿 건축물 제작을 위한 설계 및 시공도면 ... 156
• 2.6.7 MHIC 모듈러 돔 구조물의 설계제작도면 ... 161
• 제 7 절 파일럿 건축물 (모듈러 내진골조) ... 167
• 2.7.1 모듈러 내진골조의 건축설계 프로세스 ... 167
• 2.7.2 모듈러 내진골조 파일럿 건축물의 설계와 시공 ... 172
• 2.7.3 파일럿 건축물의 설계, 제작 및 시공도면 ... 179
• 제 8 절 내진구조 모듈러 시스템의 구조성능 검토 ... 186
• 2.8.1 파일럿 건축물의 실대 스케일 모델 실험 개요 ... 186
• 2.8.2 구조성능 및 진동대 실험 모델링 설치도면 ... 190
• 2.8.3 실대 스케일 제작공정과 모델링 도면 ... 190
• 2.8.4 모듈러 내진구조의 실험 결과 검토 ... 197
• 제 9 절 내진구조 모듈러 시스템(시방서 및 유지관리) ... 210
• 2.9.1 내진구조 모듈러 시스템의 개요 ... 210
• 2.9.2 내진구조 모듈러 시스템의 시공방법 및 유지관리 ... 211
• 제 3 장 사업성과 ... 224
• 제 1 절 기술적 성과 ... 224
• 제 2 절 경제적 성과 ... 224
• 제 3 절 기타 성과 ... 225
• 제 4 장 결론 ... 228
• 제 1 절 기술개발의 효과와 활용방안 ... 228
• 제 2 절 향후 사업화 계획 ... 228
• 끝페이지 ... 230