초록 ▼

□ 연구개요
본 연구 과제는 대형화된 강관 및 곡판 부재의 재료 효율을 크게 제고하면서도 구조적 안전성을 명확히 확보할 뿐만 아니라, 시공성 개선에도 직결되는 중요한 원천기술을 제공하도록 고안됨. 따라서 본 연구는 선행 연구 과제를 통해 수립된 폐단면리브를 적용 평판구조의 압축강도를 효율적으로 제고하는 체계적인 설계 기법을 강관 및 곡판 부재에 응용하여 단면 효율성을 획기적으로 제고하는 독창적인 실용화 기반기술 창출을 목적으로 함. 이를 위해 우선 폐단면리브를 이용한 국부좌굴강도의 효과적인 증진방안 및 주요 영향 파라미터를 정

□ 연구개요
본 연구 과제는 대형화된 강관 및 곡판 부재의 재료 효율을 크게 제고하면서도 구조적 안전성을 명확히 확보할 뿐만 아니라, 시공성 개선에도 직결되는 중요한 원천기술을 제공하도록 고안됨. 따라서 본 연구는 선행 연구 과제를 통해 수립된 폐단면리브를 적용 평판구조의 압축강도를 효율적으로 제고하는 체계적인 설계 기법을 강관 및 곡판 부재에 응용하여 단면 효율성을 획기적으로 제고하는 독창적인 실용화 기반기술 창출을 목적으로 함. 이를 위해 우선 폐단면리브를 이용한 국부좌굴강도의 효과적인 증진방안 및 주요 영향 파라미터를 정립한 후, 각 파라미터에 따른 증진효과를 강도증가계수로써 정량적으로 정의하고, 해당 강도성능에 수렴하기 위해 소요되는 폐단면리브의 제원 및 강성에 대해 명확한 수식적 관계를 제시하는 데 본 연구의 주된 목적이 있음. 현재 이에 관한 명확한 설계지침이나 충분한 연구 자료가 제시되고 있지 못하고 있어 이러한 효율적인 방안이 본격적으로 활용이 어려움. 따라서 본 연구과업 수행을 통해 해당 기술 기반이 정립되어 실용화를 촉진하면 과다한 설계 방식이 개선되거나 시공성 제약이 효과적으로 극복하게 될 것으로 예상됨.

□ 연구 목표대비 연구결과
본 연구는 교량, 빌딩 뿐 만 아니라 항공기, 선박, 플랜트 등 다양한 대형구조물에 활용되고 있는 곡판이나 강관 부재의 단면효율을 획기적으로 높이고 안전하게 보강하는 방안을 구현하기 위한 기반기술을 확보하는 것을 목적으로 함. 최근에 수행한 연구로부터 압축을 받는 평판에 폐단면리브를 종방향 보강재로써 적용했을 때 보강재를 줄이는 효과 외에도 동일한 유효 폭­두께비를 갖는 판 부재와 비교해서 국부좌굴강도가 크게 향상되는 특성을 확인하고 그 원인과 효과를 정량적으로 규명함. 본 연구에서는 이러한 증가효과를 강관이나 쉘 기둥구조의 압축강도 향상에 응용하는 창의적인 과제에 도전하고자 한다. 폐단면리브를 적용한 곡판 및 강관의 명확한 거동메커니즘을 규명하고 이를 통해 강도향상효과와 폐단면리브의 소요강성에 관한 정량적인 검토 방안을 제시하는데 주목적이 있음. 특히 폐단면리브의 회전구속강성에 의한 “좌굴강도 증가계수”를 핵심파라미터로 정하여 수식화하고, 이와 상관관계를 갖는 영향인자를 수치해석적으로 검토하여, 주요 설계 파라미터에 관한 관계식을 도출함.

□ 연구개발결과의 중요성
1. 기술적 측면: 압축을 받는 강관 및 곡판 부재의 단면 최적화 통한 설계 및 제작 기술의 향상: 강관 및 곡판 부재의 압축강도 성능을 크게 향상하는 데 중요한 근간기술이 되어, 고성능소재를 적용한 강관이나 엔지니어링 기술(설계/제작기술)분야에 있어 선진국을 추월하는 기술선도 포인트가 될 수 있을 것으로 기대됨. 특히 모듈러 등 단면분할 및 조립하는 첨단제작기법을 구현하는 데 중요한 경쟁력 포인트가 될 수 있음.
2. 경제적·사회적 측면: 본 과제의 성과를 활용하는 신형식 구조시스템의 연구개발이 활발히 이뤄진다면, 보다 합리적이며 경제성 있는 구조물의 설계제작 역량으로 인해 국내·외 시장에서의 경쟁력 제고 가능: 응용 수준에 따른 비용절감 기술이 실현되고 이러한 기술이 전체 시장의 10%에만 해당된다고 해도 상당한 인프라 예산의 절감효과를 기대할 수 있음. 본 기초연구 대상 기술은 국내 총생산 및 국가산업을 주도하는 조선, 플랜트, 중공업에서 많이 활용되는 대형 슬림 구조물이나 저장시설 등에 응용될 수 있을 것으로 사료됨.

(출처 : 연구결과 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 2
• 목차 ... 3
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 4
• 1) 연구개발의 필요성 ... 4
• 2) 연구개발 최종 목표 ... 4
• 3) 연차별 연구개발 목표 및 범위 ... 4
• 2. 연구수행내용 및 연구결과 ... 6
• 1) 1차년도 연구수행 ... 6
• 2) 2차년도 연구수행 ... 14
• 3) 3차년도 연구수행 ... 24
• 3. 연구개발결과의 중요성 ... 35
• 4. 참고문헌 ... 35
• 5. 연구성과 ... 37
• 끝페이지 ... 38