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Kafe 바로가기주관연구기관 | 고려이엔시 |
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연구책임자 | 김준성 |
참여연구자 | 송경철 , 김흥열 , 배성철 |
보고서유형 | 최종보고서 |
발행국가 | 대한민국 |
언어 | 한국어 |
발행년월 | 2020-01 |
과제시작연도 | 2019 |
주관부처 | 국토교통부 Ministry of Land, Infrastructure, and Transport |
등록번호 | TRKO202300002773 |
과제고유번호 | 1615010634 |
사업명 | 국토교통기술사업화지원(R&D) |
DB 구축일자 | 2023-05-18 |
키워드 | 폭렬.내화.고강도 콘크리트.보수.보강.Spalling.Fire resistance.High strength concrete.Repair.Reinforcement. |
연구의 목적 및 내용
국내에서는 고강도 콘크리트 기둥 시공 시 내화피복재를 추가로 시공하거나 섬유혼입을 통해 내화성능을 확보하고 있는 실정이나, 이는 시공이 번잡하고 단면이 확대되거나 초고강도 콘크리트에 적용 시 내화성능을 확보하지 못하고 있는 실정이므로 이를 해결할 수 있는 폭렬제어형 고강도 콘크리트 기둥을 개발하고, 와이어로프 나선배근 공법을 발전시켜 고강도 RC부재의 화재피해 후 보수보강이 가능하고 반복 재생이 가능한 기술을 실용화 하는 것을 목표로 한다.
세부적으로는 이를 ①설계·시공할 수 있는 기술을 확보하고,
연구의 목적 및 내용
국내에서는 고강도 콘크리트 기둥 시공 시 내화피복재를 추가로 시공하거나 섬유혼입을 통해 내화성능을 확보하고 있는 실정이나, 이는 시공이 번잡하고 단면이 확대되거나 초고강도 콘크리트에 적용 시 내화성능을 확보하지 못하고 있는 실정이므로 이를 해결할 수 있는 폭렬제어형 고강도 콘크리트 기둥을 개발하고, 와이어로프 나선배근 공법을 발전시켜 고강도 RC부재의 화재피해 후 보수보강이 가능하고 반복 재생이 가능한 기술을 실용화 하는 것을 목표로 한다.
세부적으로는 이를 ①설계·시공할 수 있는 기술을 확보하고, 고강도 콘크리트의 배합&펌프압송 기술의 개발, ②화재피해 후 개발기술을 적용하여 복원율 향상을 통한 고강도 RC기둥의 반복재생기술 개발 ③성능예측 수치해석 및 구조성능평가를 통한 설계반영, ④무피복 고강도 콘크리트 기둥의 국토부 공인 3시간 내화구조 인정획득, ⑤설계 및 시공매뉴얼 구축 및 현장적용을 통한 기술검증 등 우수한 기술력 및 현장적용성을 기반으로 폭렬제어 및 반복재생형 무피복 고강도 콘크리트 기둥의 제품화 및 실용화를 이루어 국가 화재안전 발전에 기여하고 고층화 추세에 부합하는 경쟁력 있는 기술을 확보하는데 목표가 있다.
본 연구에서는 국내 최초로 100㎫의 초고강도 콘크리트를 사용하는 기둥의 폭렬제어 및 반복재생이 가능한 설계 및 시공기술을 확보하고 제품화 및 실용화하고자 한다. 따라서 효율적인 연구수행을 위해 각 연구연차별로 주관 및 공동연구기관에서의 연구수행에 대한 역할 분담을 통해 연구의 내용과 범위를 설정하여 연구를 진행한다.
1차년도 : 1단계 연구로써, 고강도 콘크리트에 혼입되는 하이브리드 섬유의 배합 및 압송을 위한 연구를 수행하고, PS적용 고강도 콘크리트 기둥의 성능예측 수치해석을 수행한다. 또한 최적 횡철근비 도출을 위한 구조성능을 평가, 분석, 고찰하여 설계에 반영하여 신축 건축물 적용 기술개발을 진행한다.
2차년도 : 2단계 연구로써, 1차년도에 검증된 기술의 토대로 화재피해 후 구조물의 진단 및 위험도 등급분류를 체계화하여 와이어로프 나선배근 횡보강 공법을 적용하여 반복재생이 가능한 PS적용 고강도 RC기둥의 보수·보강 기술을 개발한다.
3차년도 : 3단계 연구로써, 폭렬제어 및 반복재생형 PS적용 고강도 콘크리트 기둥의 건설신기술 및 내화구조인정 등을 통하여 개발기술의 검증 및 실용화 기반을 마련하고, 개발기술의 공법 유형벌 실구조물 단위 경제성 및 시장성 분석을 통하여 구체적인 판매전략을 구축한다. 또한 폭렬제어 및 반복재생형 PS적용 고강도 콘크리트 기둥의 기술 유형별 설계·시공기술을 표준화 하고, 관련법규의 재개정을 위한 안을 제시하고자 한다. 또한 초고층 구조물의 해외시장을 선점하기 위하여 해외특허 및 주요수출 예상국가의 건축규정에 따른 성능검증을 통하여 해외시장 진출의 기반을 마련하고자 한다.
4차년도 : 개발공법의 실용화를 위한 현장적용성 검증 및 건설신기술 확보를 최우선 과제로 한다.
연구개발성과
• 폭렬제어 및 반복재생형 PS적용 고강도 RC기둥의 내화 설계·시공 기술개발
• 국내외 특허기술 기술 확보
• 개발기술의 건설신기술 확보
• 개발기술의 사업화 및 국가 화재안전 발전에 기여
연구개발성과의 활용계획(기대효과)
활용계획
본 기술은 내화성능과 구조안전성이 확보된 공법으로써 단면크기를 최소화하고 및 내화피복재의 시공공정을 제거함으로써 공사비절감, 공사기간 단축 등을 도모하고 화재 후 폐기물을 절감할 수 있는 친환경 기술임.
또한 화재 및 재난에 의한 피해를 입은 구조물을 기존 성능과 동등이상의 성능을 확보하여 반복재생이 가능하다.
따라서, 고층건축물 또는 주상복합, 지식산업센터(아파트형공장) 등에 높은 자중과 전용면적 확보가 우선인 건축물과 기존 건축물의 보수보강을 대상으로 본 기술을 활용함
본 기술의 신기술, 신공법 등 건설분야의 공인인증을 획득하여 기술사업화 경 쟁력 확보
기대효과
하이브리드섬유(P.P섬유&강섬유) 혼입을 통한 폭렬제어 효과와 와이어로프 나선배근을 통한 콘크리트 구속효과로 하중재하 시에도 3시간(180분)내화성능을 확보할 수 있음
개발기술을 적용하여 화재피해 후 보수보강을 통하여 요구성능 이상의 복원이 가능하여 반복재생이 가능함
추가적인 내화피복재의 설치, 도포가 불필요하므로 시공성을 향상시키고 공사비 및 공사기간 절감에 기여함
부재 자체의 향상된 연성능력과 화재 후 높은 잔존강도는 구조안전성 및 내화 성능에 대한 신뢰성 확보
폭렬제어 및 반복재생형 PS적용 고강도 콘크리트 기둥의 설계·시공 기술의 구축을 통해 신기술, 신공법 등 건설분야의 우수한 기술능력을 확보하여 이를 기반으로 국가기술·경제적 기반의 국가적 위상제고 및 국가 경쟁력 확보
본 기술을 적용하는 경우 기존 고강도 콘크리트의 고온에서의 문제점을 보완하여 100MPa의 초고강도 콘크리트에도 적용이 가능기 때문에 활용성을 극대화 할 수 있음
반복재생이 가능한 보수보강 공법의 개발을 통해 화재피해 후 구조물 전체의 재사용이 가능하기 때문에 화재피해시 발생하는 폐기물량을 줄일 수 있음
무피복 고강도 콘크리트 기둥을 고층건물에 적용할 경우, 내화피복재의 시공이 불필요하기 때문에 전용면적의 증가, 공기단축 그리고 공사비 절감이 가능하기 때문에 경제성 확보가 가능함
화재시 열차단을 위한 별도의 내화피복재의 도포 또는 설치가 불필요하여 화재 시 CO2 배출량 및 화재 후 폐기물량을 현저히 감소시킬 수 있음
(출처 : 요약문 5p)
과제명(ProjectTitle) : | - |
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연구책임자(Manager) : | - |
과제기간(DetailSeriesProject) : | - |
총연구비 (DetailSeriesProject) : | - |
키워드(keyword) : | - |
과제수행기간(LeadAgency) : | - |
연구목표(Goal) : | - |
연구내용(Abstract) : | - |
기대효과(Effect) : | - |
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