초록 ▼

1. 최종목표
본 연구과제는 선조립 공법에 적합한 기둥, 보-기둥 접합부를 개발하는 연구로서, 기존 철근콘크리트 대비 공기단축이 가능하고 내진성능이 우수하며 시공성 및 경제성을 확보한 공장제작 선조립 철근 및 SRC 기둥, 접합부 상세 및 공법을 개발하고자 한다. 시공적인 측면에서 공기 단축 및 공사 품질 확보가 용이하도록 기존 현장 철근공사를 공장제작으로 대체하는 선조립 철근 및 SRC 접합부를 개발하고, 특히 PC 구조, 철골 구조, SRC 합성구조(TSC) 등 다양한 기존 공법과의 복합 적용을 고려한다. 재료적인 측면에서

1. 최종목표
본 연구과제는 선조립 공법에 적합한 기둥, 보-기둥 접합부를 개발하는 연구로서, 기존 철근콘크리트 대비 공기단축이 가능하고 내진성능이 우수하며 시공성 및 경제성을 확보한 공장제작 선조립 철근 및 SRC 기둥, 접합부 상세 및 공법을 개발하고자 한다. 시공적인 측면에서 공기 단축 및 공사 품질 확보가 용이하도록 기존 현장 철근공사를 공장제작으로 대체하는 선조립 철근 및 SRC 접합부를 개발하고, 특히 PC 구조, 철골 구조, SRC 합성구조(TSC) 등 다양한 기존 공법과의 복합 적용을 고려한다. 재료적인 측면에서 부재치수 및 물량을 줄일 수 있도록 고강도/고성능 소재 적용 및 최적의 단면 상세를 고려하고, 구조적인 측면에서 KBC 2009의 특수내진구조 이상의 내진성능을 확보한 PSRC 기둥 및 보-기둥 접합부 상세를 개발한다.
2. 개발내용 및 결과
1차년도에는 고강도 강재와 철근이 조합된 고성능 선조립 합성기둥(PSRC 합성기둥) 부재의 최적 상세를 개발하고, 구조성능 검증을 위한 실험연구를 수행하였다. PSRC 합성기둥 부재는 내진성능, 공장제작을 위한 시공성 및 경제성 등을 종합적으로 고려하여 개발하였다. 개발된 PSRC 합성기둥에 대해서는 목업 제작을 통하여 시공성 및 경제성을 검증하였으며, 부재실험을 통하여 PSRC 합성기둥의 중심축 압축 성능 및 휨실험을 통한 휨성능과 부착성능을 검증하였다. 실험결과, PSRC 합성기둥은 기종 SRC 합성기둥과 비교하여 콘크리트의 구속성능 향상으로 인하여 압축성능 및 연성능력이 크게 증가하였으며, 강재의 효율적 배치로 휨성능이 크게 증가하는 것으로 나타났다.
2차년도에는 1차년도에 개발한 고성능 PSRC 합성기둥의 내진성능 및 TSC 합성보-PSRC 합성기둥 접합부의 내진성능을 검증하였다. 반복재하 실험 결과 PSRC 합성기둥 및 TSC 합성보-PSRC 합성기둥 접합부는 KBC 2009에서 요구하는 내진성능을 만족하는 것으로 나타났다. 특히 연속후프근 적용으로 인하여 1차년도에 개발한 PSRC 합성기둥의 단면을 개선하여 시공성을 크게 개선하였으며, 기존 PSRC 합성기둥과 비교하여 연성능력이 증가하였다. 개발한 PSRC 합성기둥 공법은 선조립 및 기둥 자립성, 구조성능 향상의 장점으로 인하여 반도체 공장 공사 현장 등 다양한 현장에 적용되었다.
3. 사업성과
◦ 기술적 성과
PSRC 합성기둥은 기둥 단면에 고강도 강재의 효율적 배치로 인하여 기존 SRC 합성 기둥에 비해 기둥 단면의 휨-압축 성능이 향상되었으며, 콘크리트 횡구속 증가로 내진성능이 향상되었다. 시공적인 측면에서 부재의 선조립으로 인하여 공사 현장에서 복잡한 배근공사가 불필요하며, 콘크리트 타설 이전에 앵글의 강성으로 인하여 자립이 가능함에 따라 시공성이 크게 개선되었다.
◦ 경제적 성과
고강도 강재 및 철근이 조합된 PRC 기둥 및 접합부는 기존 RC 및 SRC 공법에 비하여 강재 물량을 30% 이상 절감할 수 있을 것으로 기대되며 경제적인 시공법으로 인하여 선조립 SRC 합성부재 및 접합부는 기존 콘크리트 구조를 자연스럽게 대체할 수 있다. 또한 우수한 내진성능으로 국내 내진설계의 대중화 및 지진이 많은 개발도상국에 개발 기술의 이전 및 시장 공략을 기대할 수 있고 이를 통하여 궁극적으로 자원 절약,CO2 저감, 건설 산업의 이미지 제고 등 건설 산업의 녹색성장에 기여할 것으로 기대된다.
◦ 사회적 성과(일자리 창출 등)
성공적인 산학협력을 통하여 개발된 PSRC 기둥 및 접합부는 건설산업과 신소재 관련산업의 발전에 기여할 수 있으며 이에 따른 일자리 창출할 수 있다. 연구과제가 종료된 이후에도 개발 기술의 지속적인 피드백을 추진할 예정이고 최종적으로 전문인력의 일자리 창출로 이어지는 성공적인 산학협력모델을 제시한다.
4. 기술개발결과 활용계획
공장제작 선조립 기둥 및 접합부는 이미 건설 현장에 성공적으로 적용 중인 TSC 공법과 연계되어 개발되었으므로 TSC 공법 적용 현장을 중심으로 개발 기술의 사업화를 추진한다. 국내 시장에서의 성공을 바탕으로 향후 중국, 인도네시아, 이란, 터키 등 지진이 많은 개발도상국에 공장제작 선조립 철근 및 SRC 접합부를 이용한 PSRC 기둥의 기술이전 및 수출을 추진한다.
5. 기술개발자료의 보안관리
◦ 보안등급 분류기준에 따른 등급부여 및 관련 의견 기술
본 과제는 사업신청 주체인 (주)센벡스가 출원한 국내 특허를 통하여 개발기술이 공개된 상태이며, 본 연구과제를 일반과제로 분류한다.
◦ 연구개발의 기술임치 및 특허 출원ㆍ등록 실적
본 연구개발을 통하여 총 1건의 특허출원(출원번호:10-2012-0078644) 을 하였으며 연구개발 및 결과에 대한 기술임치를 계약하였다.