초록 ▼

□ 연구개발 목표 및 내용
◼ 최종 목표
○ 연구의 최종 목표는 “데크플레이트를 활용한 공장 제작 일체형(거푸집 철근 일체형) 보 및 기둥 모듈 부재 개발” 이며, 바닥판(슬래브) 구조용 데크플레이트를 활용하여 현장에서 거푸집 공사 및 철근배근을 하지 않는 공장 제작 일체형 데크플레이트보, 기둥 시스템을 개발하고자 한다.

◼ 전체 내용
○ 건설 산업 분야에서는 비용 감소가 가능한 공법에 대한 수요가 꾸준히 증가되고 있으며, 특히 인건비의 감소와 재료비의 감소를 위한 합리적인 방법론에 대한 관심이 증대되고

□ 연구개발 목표 및 내용
◼ 최종 목표
○ 연구의 최종 목표는 “데크플레이트를 활용한 공장 제작 일체형(거푸집 철근 일체형) 보 및 기둥 모듈 부재 개발” 이며, 바닥판(슬래브) 구조용 데크플레이트를 활용하여 현장에서 거푸집 공사 및 철근배근을 하지 않는 공장 제작 일체형 데크플레이트보, 기둥 시스템을 개발하고자 한다.

◼ 전체 내용
○ 건설 산업 분야에서는 비용 감소가 가능한 공법에 대한 수요가 꾸준히 증가되고 있으며, 특히 인건비의 감소와 재료비의 감소를 위한 합리적인 방법론에 대한 관심이 증대되고 있다.
○ 특히, 건설 현장에서 인력과 공사 기간이 많이 소요되는 공정은 거푸집 및 현장배근 공정으로, 최근 거푸집 대형화 추세로 가설재가 증가됨에 따라 현장관리가 복잡하고 어려우며, 거푸집 제작 및 해체 시 많은 비용과 인력이 소요되고 및 사고우려가 크다.
○ 이에 본 연구에서는 재래식 건설 공법에 비해 시공성능 및 구조성능이 우수한 데크 플레이트를 활용하여 탈형이 가능한 부재(보 및 기둥) 모듈화 시스템 개발을 수행하고자 한다. 이에 본 연구의 목표는 바닥판(슬래브) 구조용 데크플레이트를 활용하여 현장에서 거푸집 공사 및 철근배근을 하지 않는 공장 제작 일체형 데크플레이트 보, 기둥 시스템을 개발하고자 한다.
○ 본 연구에서는 재래식 건설 공법에 비해 시공성능 및 구조성능이 우수한 데크 플레이트를 활용하여 탈형이 가능한 부재(보 및 기둥) 모듈화 시스템 개발을 수행하고자 한다.
○ 이에 본 연구에서는 기존 슬래브 데크플레이트 공법을 활용하여 새롭게 보 및 기둥-데크 시스템을 개발을 위해 ① 탈형이 가능한 보/기둥-데크 시스템 및 시공 상세 개발 ② 시공성(철근 선조립 및 자체 동바리 시스템을 갖는) 및 구조성능을 향상시킬 수 있는 합성 형태의 보/기둥-데크 시스템을 개발하고자 4개의 세부 연구목표와 13개의 연구개발 성과로 구성하였음
① (거푸집 철근 부분 일체형) 보/기둥-데크플레이트 요소기술 개발
• 보/기둥 데크플레이트 시제품 제작 및 성능평가 외 1개
② (거푸집 철근 부분 일체형) 보/기둥-데크플레이트 구조시스템 접합상세 개발
• 보-슬래브 접합 상세, 시공분절 접합 상세 개발, 접합부 성능평가 외 1개
③ (거푸집 철근 완전 일체형) 보/기둥-데크플레이트 복합구조시스템 개발
• 보/기둥 데크 플레이트 복합구조 시제품 제작 및 성능평가 외 1건
④ (거푸집 철근 완전 일체형) 보/기둥-데크플레이트 복합구조시스템 적용성 평가
• 보/기둥-데크플레이트 복합구조 자립 지지스템 개발 및 현장 검증 외 1건

◼ 1단계
ㅇ 목표
보/기둥-데크플레이트 요소기술 및 접합 상세 개발
ㅇ 내용
① (거푸집 철근 부분 일체형) 보/기둥 데크 플레이트 개발
○ 모듈형 보/기둥 데크플레이트 개발
• 공장 대량 생산되는 데크플레이트를 모듈화하여 보 및 기둥 부재의 크기에 대응하도록 개발하였으며 측판부는 수직 적층, 하판부는 수평 끼움 방식으로 수직, 수평 조립 확장 방식으로 개발함
○ 모듈형 보/기둥 데크플레이트 시제품 제작
• 기본 데크플레이트 강판을 대상으로 데크 모듈은 콘크리트 측압을 직접 받는 요소로 거푸집 자중 및 생산성을 고려하여 두께 1mm ~ 1.2mm의 강판을 사용
• 최적 강판 두께를 판단하기 위하여 유한요소 해석을 수행하였으며, 모듈 데크의 강판 두께는 1mm 이상, 변형 저항 성능 향상을 위해 절곡 날개 부부은 30mm 이상의 길이 확보, 콘크리트 측압에 의해 데크 모듈 자체에서 발생할 수 있는 변형을 고려하여 데크 모듈의 폭은 최대 200mm
○ 보/기둥 데크플레이트 사용성 검토를 위한 성능평가 실험
• 거푸집 성능 확인을 위해 콘크리트 측압 및 누수에 대한 콘크리트 타설 시험 수행

② (거푸집 철근 부분 일체형) 보/기둥-데크플레이트 구조시스템 접합상세 개발
○ 보-슬래브 접합부 상세 개발
• 보-데크 상부는 기존 슬래브 데크가 설치되고, 슬래브 데크의 시공 하중을 보-데크가 동바리에 전달해야 함에 따라 보-데크지지프레임 개발
○ 보-기둥 접합부 상세 개발
• 재래식 기둥과 연결, 기둥의 타설 유무에 대응하기 위해 하부 레일 방식의 끼움 상세 개발
○ 시공 분절 접합부(보-보, 기둥-기둥) 상세 개발
• 큰보와 작은보 연결, 최 외단 부분의 마감 부분 등을 고려하여 세부 요소기술들을 개발
○ 접합부 구조성능 평가
• 개발된 접합상세의 시공성 및 구조성능 평가를 위해 시제품을 대상으로 시험시공 수행

◼ n단계
ㅇ 목표
보/기둥-데크플레이트 복합 구조시스템 구조성능 평가 및 현장 적용성 평가
ㅇ 내용
③ (거푸집 철근 완전 일체형)보/기둥-데크플레이트 복합 구조시스템 개발
○ 보/기둥-데크플레이트 복합구조 문헌조사 및 분석(DB 구축)
• 합성트러스, 철골 합성보 구조, 비렌딜 트러스형 비롯하여 국내외 개발 복합구조에 대한 선행 연구 결과를 분석
○ 보/기둥-데크플레이트 복합구조 시제품 제작
• (부분)주철근 및 전단철근 일체형 복합 트러스 보-데크 시제품 제작
• (전체)주철근 및 전단철근 일체형 복합 트러스 보-데크 시스템 개발
○ 보/기둥-데크플레이트 복합구조 사용성 검토를 위한 성능평가 실험
• 강판두께, 외부 지지프레임 형태 및 간격, 측압 분산을 위한 철근 배근간격, 내부 지지요소(스페이서 등)를 변수로 1차, 2차 성능 평가 수행
• 실험체는 데크 모듈 강판의 두께, ‘ㄷ’형 프레임의 간격, 타이의 설치간격, 스터럽 철근망의 접합 위치를 변수로 실험 수행

④ 보/기둥-데크플레이트 복합 구조시스템 적용성 평가
○ 보/기둥-데크플레이트 복합구조 자립 지지스템 개발
• 보-데크플레이트의 상용화를 위해 재래식 동바리와 혼용하여 사용할 수 있도록 보-데크 일체형 거치 시스템으로 개발
• 기둥-데크의 측압에 저항하고 바닥에 저항할 수 있도록 수직 및 수평 강성 저항형 지지시스템 개발
○ 보/기둥-데크플레이트 복합구조 자립 지지스템 성능 실험
• 보-데크 플레이트 지지시스템 성능 검증을 위한 시험시공 수행
○ 보/기둥-데크플레이트 현장적용
• 보/기둥-데크플레이트 시공성 검증을 위한 Mockup 수행

□ 연구개발성과
○ 보/기둥-데크플레이트 요소기술 및 접합 상세 개발
• 모듈형 보/기둥-데크플레이트 형상 및 시공상세 개발 및 검증
○ 보/기둥-데크플레이트 복합 구조시스템 구조성능 평가 및 현장 적용성 평가
• 시험시공 및 Mockup을 통해 개발 제품의 상용화 검증

□ 연구개발성과 활용계획 및 기대 효과
○ 개발된 기술의 경우 특허 출원을 통해 지적재산권을 확보하였으며, 국내 데크플레이트 제조사 및 건설사에 기술이전 추진
○ 개발 제품의 대량 생산 가능성 확인(제조성능) 후 대학의 기술 창업 추진
○ 현장적용을 통해 개발제품 및 공법의 추가 검증을 통해 개발 기술의 신기술 추진
○ 현재 데크플레이트 시장은 슬래브에 국한되어 있어 관련 시장은 포화상태로 기술적 발전에 한계에 직면하고 있어, 당 연구개발이 시장에 보급될 경우 데크플레이트 산업의 새로운 시장 창출효과가 기대됨
○ 데크플레이트 판재(아연도강판)를 해체하여 재활용(폐기물 재활용 등)할 수 있어 기존 재래식 거푸집 공사에 비해 폐기물 배출이 감소하여 건설 산업에 큰 문제점 중 하나인 환경부하를 저감할 수 있을 것으로 기대됨
○ 개발 기술의 응용 (벽체-데크 등)을 통해 선 조립 공법의 확대 적용 및 새로운 건설 공법 개발이 기대됨

(출처 : 요약문 3p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제출문 ... 2
• 요 약 문 ... 3
• 목차 ... 7
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 8
• 1) 연구개발의 개요 ... 8
• 2) 연구개발 추진 필요성 ... 12
• 3) 연구개발과제의 최종 목표 ... 15
• 4) 연구개발과제의 연차별 목표 ... 16
• 2. 연구개발과제의 수행 과정 및 수행 내용 ... 17
• 1) (거푸집 철근 부분 일체형) 보/기둥-데크플레이트 요소기술 개발 ... 20
• 2) (거푸집 철근 부분 일체형) 보/기둥-데크플레이트 구조시스템 접합 상세 개발 ... 26
• 3) (거푸집 철근 완전 일체형) 보/기둥-데크플레이트 복합 구조시스템 개발 ... 34
• 4) (거푸집 철근 완전 일체형) 보/기둥-데크플레이트 복합 구조시스템 적용성 평가 ... 47
• 3. 연구개발과제의 수행 결과 및 목표 달성 정도 ... 58
• 1) 연구수행 결과 ... 58
• 2) 목표 달성 수준 ... 65
• 4. 목표 미달 시 원인분석 ... 66
• 1) 목표 미달 원인(사유) 자체분석 내용 ... 66
• 2) 자체 보완활동 ... 66
• 3) 연구개발 과정의 성실성 ... 66
• 5. 연구개발성과의 관련 분야에 대한 기여 정도 ... 67
• 6. 연구개발성과 관리 및 활용 계획 ... 68
• 1) 연구성과 총괄 ... 69
• 2) 연구개발성과의 향후 5년간(활용보고서 제출기간) 성과활용 목표·계획 ... 72
• 끝페이지 ... 73