초록 ▼

연구개발목표 및 내용
최종 목표
개폐식 대공간 건축물 구조설계 지침서 작성
전체 내용
1-1세세부의 연구내용은 연성 개폐식 대공간 건축물 구조시스템 개발과 연성 개폐식 대공간 건축물 구조설계 지침서 작성으로 크게 2가지로 계획되었으며, 연구의 내용 및 범위는 다음과 같음.
• 연성 개폐식 대공간 건축물 구조시스템 개발
- 연성 개폐식 대공간 건축물 구조시스템 개발을 위하여 모형제작과 해석프로그램을 통해 구조시스템 구현과 함께 구조적인 거동을 분석하는 방향으로 연구를 진행하였으며, 자세하게는 양방향

연구개발목표 및 내용
최종 목표
개폐식 대공간 건축물 구조설계 지침서 작성
전체 내용
1-1세세부의 연구내용은 연성 개폐식 대공간 건축물 구조시스템 개발과 연성 개폐식 대공간 건축물 구조설계 지침서 작성으로 크게 2가지로 계획되었으며, 연구의 내용 및 범위는 다음과 같음.
• 연성 개폐식 대공간 건축물 구조시스템 개발
- 연성 개폐식 대공간 건축물 구조시스템 개발을 위하여 모형제작과 해석프로그램을 통해 구조시스템 구현과 함께 구조적인 거동을 분석하는 방향으로 연구를 진행하였으며, 자세하게는 양방향 개폐가 가능한 연성 지붕구조시스템을 개발하는 것을 연구의 주된 방향으로 설정하여, 모형제작을 통해 구조적 거동, 개폐시 거동과 같이 단계별로 구조시스템을 분석하고 이에 따른 해석적 연구를 함께 진행하여 구조시스템의 구현과 성능을 검증함.
- 연성 개폐식 대공간 건축물 구조시스템 개발을 진행하면서, 관련 정착 및 접합상세 특허진행, 관련 국내외 논문 게재, 관련 국내외 학술발표, 관련 결과 보고서 등의 양적 성과물을 도출함.
• 연성 개폐식 대공간 건축물 구조설계 지침서 작성
- 연성 개폐식 대공간 건축물 구조설계 지침서 작성을 위하여 차년도별로 지침서를 작성하였으며, 자세하게는 사전에 지침서 관련된 내용을 수집하여 수집된 자료들을 바탕으로 목차를 구성하고 목차를 단계별로 나누어 지침서를 작성하는 방향으로 연구를 진행하였음.
- 지침서에 들어갈 내용은 주로 연성 개폐식 대공간 건축물 구조설계에 필요한 부재, 접합부, 개폐기구 등의 설계 관련 자료, 구조적 안정성, 구조계획 등의 내용이며, 연성 개폐식 대공간 건축물에 관련된 기타이론(케이블, 막 등)을 부칙으로 추가하여 지침서의 완성도를 높이는 방향으로 연구를 진행하였음.
- 연성 개폐식 대공간 건축물 구조설계 지침서 작성을 진행하면서, 관련 국내외 논문 게재, 관련 국내외 학술발표, 관련 결과 보고서 등의 양적 성과물을 도출하였음.

본 연구과제「개폐식 대공간 건축물의 통합설계 엔지니어링 기술개발」에서는 연구내용에 대한 최종 결과물 중의 하나로 테스트 베드를 계획하였으며, 1-1세세부에서 집중적으로 진행 될 연구내용인 연성 개폐식 대공간 구조시스템 개발, 연성 개폐식 대공간 건축물 구조설계 지침서 작성을 통하여 테스트 베드에 적용함으로써, 기술의 적용과 함께 검증을 통한 기술력 확보, 기술의 자립화가 가능할 것으로 판단되어짐.

1년차
목표
· 개폐식 연성 구조물의 사례 조사 및 분석
· 개폐식 대공간 구조물 시스템 조사 및 분석
· 개폐식 대공간 환경/설비설계 기술 사례 분석
내용
· 개폐식 구조재료의 분석 및 구조시스템 특성 파악
· 국내·외 개폐식 대공간 구조시스템 사례조사
· 개폐장치의 구동상태를 고려한 해석 기법 개발
· 개폐식 대공간 구조시스템 전산설계 요구 조건 분석
· 개폐상태를 고려하는 형상/형태 분석 및 DB 구축
· 기존 국내외 관련 기술 사례 분석

2년차
목표
· 연성 개폐식 구조시스템 분석 및 구현
· 구조설계 지침서 20% 작성
· 파라메트릭 설계기법을 이용한 개폐식 대공간구조물의 모델러 개발
· 대공간 건축물 에너지 절감용 설비설계 프로그램 V 1.0(알고리즘 개발)
· 국내외 지침 및 기준 분석, 정리
내용
· 모형제작을 통한 구조시스템 제안 및 분석보고서
· 구조시스템 설계기준 및 구조재료 분석 (1장 총칙, 2장 구조계획)
· 원형 개발 및 파라메트릭 구조 모델링 효율 및 속도 개선
· 자유 형상을 갖는 곡면 구조물의 형상 모델링
· 구조물 형상을 기반으로 다양한 구조시스템 모델링
· 핵심요소를 적용한 구조설계 프로세스 개발
· 기존 해석 알고리즘의 장단점 분석 및 새로운 해석 이론 작성(부하계산 결과 비교)
· 국내외 지침 자료수집 및 분석
· 하중 및 재료특성, 평가기준 정리

3년차
목표
· 연성 개폐 구조시스템 개발
· 구조설계 지침서 70% 작성
· 개발한 파라메트릭 모델러와 상용프로그램의 연동 기술 개발
· 대공간 건축물 에너지 절감용 설비설계 프로그램 V 2.0(알고리즘 보완)
· 해석 이론/기법 분석 및 정리
내용
· 개폐형태에 따른 정착 및 접합 상세 제안, 상세도면 작성
· 적용하중 및 안정성 평가(3장 설계하중 및 구조안정성, 4장 단위부재 설계)
· 파라메트릭 기반 구조해석 연동 및 최적화 모듈 개발
· 파라메트릭 개폐식 지붕 모델러 고도화
· 강성 및 연성 파일럿 프로젝트 적용 및 검증
· 새로운 개폐식 대공간 환경/설비 설계 해석 이론 보완 (부하계산 결과비교)
· 해석 이론/기법에 따른 장단점 분석 및 정리

4년차
목표
· 연성 개폐 구조시스템 개발
· 구조설계 지침서 70% 작성
· 구조시스템 최적화 및 대안생성
· 대공간 건축물 에너지 절감용 설비설계 프로그램 V 2.0(알고리즘 보완)
· 해석 이론/기법 분석 및 정리
내용
· 개폐형태에 따른 정착 및 접합 상세 제안, 상세도면 작성
· 적용하중 및 안정성 평가(3장 설계하중 및 구조안정성, 4장 단위부재 설계)
· 개폐식 대공간 구조물의 모델링 기법 고도화
· 개폐식 구조시스템의 구조성능 및 물량 최적화
· 연성 개폐식 구조시스템 대안 창출 자동화 기법 및 대안별 경제성 평가
· 새로운 개폐식 대공간 환경/설비 설계 해석 이론 보완 (부하계산 결과비교)
· 해석 이론/기법에 따른 장단점 분석 및 정리

5년차
목표
· 연성 개폐 구조시스템 개발
· 구조설계 지침서 70% 작성
· 현업 적용 및 개발 프로그램의 기능 개선
· 대공간 건축물 에너지 절감용 설비설계 프로그램 V 2.0(알고리즘 보완)
· 해석 이론/기법 분석 및 정리
내용
· 개폐형태에 따른 정착 및 접합 상세 제안, 상세도면 작성
· 적용하중 및 안정성 평가(3장 설계하중 및 구조안정성, 4장 단위부재 설계)
· 강성/연성 개폐식 구조시스템의 대안 창출 자동화 기능 업데이트
· 타입별 개폐식 대공간 구조물 해석 수행
· 현업 적용으로 개발 프로그램의 기능 개선
· 새로운 개폐식 대공간 환경/설비 설계 해석 이론 보완 (부하계산 결과비교)
· 해석 이론/기법에 따른 장단점 분석 및 정리

6년차
목표
· 개선된 연성 개폐식 구조시스템의 적용성 검증
· 구조설계 지침서 100% 작성
· 테스트 베드 조성사업 (준공)
· 파일럿 프로젝트 수행으로 기능 검증 및 보완
· 대공간 건축물 에너지 절감용 설비설계 프로그램 V 5.0 (프로그램 검증)
· 대공간 설비설계 지침서 V 1.0
· 파일럿 프로젝트 적용을 통한 지침서 검증
내용
· 경제성 10% 향상, 테스트베드 적용
· 구조설계 지침서의 적절성 검증(6장 개폐안정성 평가)
· 테스트 베드 실시 설계도서(수정 및 보완),테스트 베드 준공
· 연성 파일럿 프로젝트 선정하여 개발 프로그램 활용
· 범용 구조해석 프로그램과의 연동기술 고도화
· 적용 피드백을 통한 기능 검증/보완/DB구축
· 테스트 베드 적용 (Test bed 부하 및 에너지 소비 계산결과 비교)
· 태양열 활용 계획 작성 (에너지소비 계산 결과비교)
· 파일럿 프로젝트 적용에 대한 피드백을 통해서 지침서 검증 및 보완

7년차
목표
· 개선된 연성 개폐식 구조시스템의 적용성 검증
· 구조설계 지침서 100% 작성
· 테스트 베드 조성사업 (준공)
· 개폐식 대공간 건축물의 파라메트릭 모델러, 최적화 프로그램 실용화 및 홍보
· 개발 프로그램의 기능 시험 및 홍보
· 대공간 건축물 에너지 절감용 설비설계 프로그램 V 5.0 (프로그램 검증)
· 대공간 설비설계 지침서 V 1.0
· 파일럿 프로젝트 적용을 통한 지침서 검증
내용
· 경제성 10% 향상, 테스트베드 적용
· 구조설계 지침서의 적절성 검증(6장 개폐안정성 평가)
· 테스트 베드 실시 설계도서(수정 및 보완),테스트 베드 준공
· 개발 프로그램의 실용성을 검증하여 완성
· 사업화 전략을 위해 다양한 활용가능 시나리오 개발
· 사업화를 위한 개발 프로그램의 홍보
· 테스트 베드 적용 (Test bed 부하 및 에너지 소비 계산결과 비교)
· 태양열 활용 계획 작성 (에너지소비 계산 결과비교)
· 파일럿 프로젝트 적용에 대한 피드백을 통해서 지침서 검증 및 보완

연구개발성과
• 대표성과
- 개폐식 대공간 건축물 구조설계 지침서로 개폐식 대공간 건축물의 구조설계기술 자립화 100%
- 개폐식 대공간 지붕구조물 유지관리 지침서로 내구성(50년 이상 개폐 성능) 확보
- 테스트 베드로 기존 대비 10% 향상된 경제성과 25년 이상 개폐 성능이 확보된 연성 개폐식 지붕구조물 구축
• 기술적 기대성과
1) 개폐식 대공간 건축물을 새로운 건설 산업의 역점 분야로 개척
- 대공간 구조물 지붕의 최첨단 개폐 기술 개발을 통하여 건설, 환경, 기계, 전자 등 관련분야 융복합을 통한 기술시너지 효과 구현
- 대공간 건축물의 설계에 대한 통합적인 기술 확보로 개폐식 대공간 건축물 기술의 국산화 실현
2) 대공간 구조물 형상/형태 제어, 통합설계, 구동 시스템 등 기술적 난제 해결
- 개폐식 지붕 구조의 개폐 형태/방법에 따른 구조, 제어, 유지관리 등의 최적화
3) 개폐식 대공간 건축물의 건설기술 자립화
- 대공간 구조물 구조해석을 통한 개폐식 대공간 건축물 관련 엔지니어링 시장에서 글로벌 기술 경쟁력 확보
- 기술 선도적인 고부가가치의 기술 개발로 기술 선진국과의 경쟁력 확보
• 사회/경제적 기대성과
1) 개폐식 대공간 구조시스템에 대한 국민의식 전환
- 안전성 및 친환경성을 확보하여 대공간 건축물의 긍정적 이미지로 의식 전환
- 공간 활용의 극대화를 통하여 대공간 건축관련 산업의 위상 제고
2) 기술집약형 건설 산업으로 양질의 일자리 창출
- 국내 산업체와 인력 활용을 통한 고부가가치의 신성장동력 및 일자리 창출
- 단순인력 중심에서 기술집약 중심으로 건설 산업구조의 전환을 통한 노동시장 구조 개선

연구개발성과 활용방안 및 기대효과
본 연구의 성공적인 수행을 바탕으로 획득한 연구결과를 학술세미나 개최 및 기업설명회 등을 통해 경제, 산업 및 문화적 측면에서 대공간 건축물의 활용성을 홍보하고, 개발된 기술을 DB화하여 향후 실제적인 프로젝트의 수행 시 건설에 필요한 통합 기술을 제공하며, 전문 건설인을 위한 기술지원 및 교육을 지속적으로 수행한다. 이를 바탕으로 국내 건설산업의 국가 경쟁력을 확보하고, 국내 건설기업의 활발한 해외진출을 도모해 나갈 수 있도록 인적, 기술적 네트워크를 구축한다.
• 현장적용 방안
- 기존 경기장 리모델링 건설에 유지관리 및 모니터링 관련 개발 요소기술의 적용 모색
- 신축 예정인 지자체 대상으로 경기장 건설에 개폐식 구조시스템 개발 관련 기술 적용 추진
- 테스트 베드의 성공적 추진으로 국내외 대형 개폐식 대공간 건축물 설계 및 엔지니어링 기술 접목을 위한 실증 추진
• 실용화 및 제품화 방안
- 관련 개발 요소기술 및 핵심기술의 고품질의 완성도를 높여 일반 건축물 적용을 통한 실용화
- 성공적 기술개발을 통해 연구 성과물 활용 및 수요처를 중심으로 대내외적인 홍보로 실용화 모색
- 기술경쟁력 확보를 통한 개발도상국 건설시장 진출로 개발된 기술의 실용화 및 제품화 추진
• 미래원천기술 확보 방안
- 개폐식 대공간 건축물의 하이테크 기술력을 이용한 설계 및 엔지니어링 분야의 고부가가치 영역의 원천기술 확보를 통하여 해외 점유율 상승효과
- 개폐식 대공간 건축물 건설 기술의 국산화를 위한 대공간 건축물의 설계, 시공, 유지관리 등의 통합적 시스템화 가능한 원천기술 확보 토대 마련
• 신산업창출 방안
- 고부가가치의 신성장동력 및 일자리 창출을 위한 개폐식 대공간 건축 관련 산업의 활성화 추진
- 개폐식 대공간 건축물 성공적 기술개발을 기반으로 해외시장의 새로운 산업분야 창출 및 진출 활성화 모색
• 연구결과의 기업 활용방안
- 기존 상용 프로그램에 대비하여 소요 시간 및 비용 절감
- 엔지니어링 업체의 기술 및 비용 경쟁력 확보로 국내외 수주 기회 확대

(출처 : 요약문 11p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 최종보고서 ... 3
• 제출문 ... 5
• 연구개발 추진체계 ... 9
• 요 약 문 ... 11
• 목차 ... 17
• 01 연구개발과제의 개요 ... 21
• 1-1 연구개발과제의 개요 ... 21
• 1-2 연구개발과제 추진 필요성 ... 24
• 1-3 연구개발과제의 최종목표 ... 36
• 1-4 연구개발과제의 년차별 목표 ... 37
• 02 연구개발과제의 수행 과정 및 수행 내용 ... 41
• 2-1 연구개발과제의 년차별 연구 내용 ... 41
• 2-2 연구개발 추진전략 ․ 방법 ... 50
• 2-3 연구개발 추진체계 ... 52
• 2-4 연구단 실증화사업(Test Bed) ... 54
• 03연구개발과제의 수행 결과 및 목표 달성정도 ... 69
• 3-1 연구수행 결과 ... 69
• 3-2 세부 정량적 연구개발성과 ... 84
• 3-3 목표 달성 수준 ... 110
• 04 목표 미달 시 원인분석 ... 111
• 4-1 목표 미달 원인(사유) 자체분석 내용 및 보완활동 ... 111
• 05 연구개발성과의 관련 분야에 대한 기여정도 ... 112
• 5-1 기대성과 ... 112
• 5-2 파급효과 ... 113
• 06 연구개발성과 관리 및 활용 계획 ... 115
• 6-1 연구개발성과 활용 방안 ... 115
• 6-2 연구성과 총괄 ... 118
• 6-3 연구개발성과의 향후 5년간(활용보고서 제출기간) 성과활용 목표·계획 ... 121
• 끝페이지 ... 126