초록 ▼

II. 연구개발의 목적
○ 콘크리트 부유체 표준모듈들의 수직적층 일체화에 의한 크기 확장을 통해, 해상조건에서 요구되는 부력체의 강도 및 내구성 향상뿐만 아니라 크기 대형화 및 자세 안정성(모션) 기술을 확보하여, 시장을 해상조건으로 확대하려는 기술 개발

III. 연구개발의 필요성
○ (수요기업의 주요시장) 수상 부력체 개발 사업 분야
- 수상 레저시설, 수상 건축물, 수상 인공섬 등
○ (시장영역 확장 추구) 해상환경으로 사업영역을 확장시키기 위해 노력중
- 부유식 방파제(부산북항 마리나),

II. 연구개발의 목적
○ 콘크리트 부유체 표준모듈들의 수직적층 일체화에 의한 크기 확장을 통해, 해상조건에서 요구되는 부력체의 강도 및 내구성 향상뿐만 아니라 크기 대형화 및 자세 안정성(모션) 기술을 확보하여, 시장을 해상조건으로 확대하려는 기술 개발

III. 연구개발의 필요성
○ (수요기업의 주요시장) 수상 부력체 개발 사업 분야
- 수상 레저시설, 수상 건축물, 수상 인공섬 등
○ (시장영역 확장 추구) 해상환경으로 사업영역을 확장시키기 위해 노력중
- 부유식 방파제(부산북항 마리나), 해상공원(강화, 남해), 해상 인공어장 다수 등
○ (해상환경 대응 기술개발 필요) 해상환경의 파도, 조류 등에 따른 성능 확보 필요
- PE 부력체의 외부 콘크리트화에 의한 강도와 내구성 향상
- 파도에 효율적 저항 위한 부유체 크기 대형화
- 사용성 향상 위한 자세 안정성(모션) 확보
○ (경제성 향상에 기여) 시장확대를 위한 경제성 확보 필요
- 현재의 부력체 제작설비를 이용한 제작성(제작설비 확충 불필요)
- 육상운반 용이성, 표준화 용이성 및 다분야 확장 용이성

IV. 연구개발의 내용 및 범위
본 기획과제의 주요한 내용 및 범위는 다음과 같음
○ 1차년 목표 : 부유체 모듈의 수직적층 결합기술 및 자세 안정성(모션) 향상기술 개발
- 부유체 모듈(표준제품)의 수직적층시 결합방법 개발 및 연결부 성능 검증
- 부유체 자세 안정성(모션) 향상기술 개발
○ 2년차 목표 : 부유식 방파제 적용성 평가 및 성능 검증
- 부유식 방파제 적용성 수직적층 연결부 안전성 평가
- 부유식 방파제 적용시 자세 안정성(모션) 성능 검증

V. 활용방안 및 기대효과
○ 과학․기술적 기대효과
- 공장에서 생산되는 콘크리트 부력체 모듈 표준제품을 이용한 대형화 기술 개발로 다방면으로의 확장성 확보
- 콘크리트 부유체 모듈의 자세 안정성(모션) 확보로 해상조건에서의 사용성 향상
- 해안해양구조물의 구조적 성능평가 및 설계를 통한 엔지니어링 기술 확보
- 해상공간을 경제적, 친환경적으로 활용하기 위한 경제적 수단 마련
○ 경제적 기대효과
- 부유식 방파제뿐만 아니라 향후 사업 확대가 예상되는 해상 건축, 해상 관광레저 등으로의 사업 다각화 가능
- 해상공간 경제적 가치 창출 활용에 따른 경제적 영토확장 가능
○ 사회적 기대효과
- 최근 해상 마리나, 워터프런트 산업의 증가에 따른 해안해양구조물 개발은 다양한 생활과 문화, 레포츠, 레저 등을 즐길 수 있는 고품격 삶의 질 확보 가능
- 해상공간 개발을 단일목적위주의 개발사업이 아닌 지자체와의 연계성을 갖추면서 추진하여 지역주민의 생활, 환경, 경제권을 확보할 수 있음
- 수산업, 해운업 위주의 해양산업이 해양 레저, 리조트 등의 복합적이고 인간 활동적인 공간 역할 및 기능으로 전개 가능

(출처 : 요약문 4p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 요약문 ... 4
• 목차 ... 6
• 표목차 ... 9
• 그림목차 ... 12
• 제1장 연구개발 과제 개요 ... 17
• 1. 연구개발 개요 ... 17
• 2. 연구개발 배경 및 필요성 ... 19
• 3. 연구개발 목표 및 주요내용 ... 21
• 3.1 연구개발 목표 ... 21
• 3.2 연구개발 주요 내용 ... 21
• 3.3 주요 기술 정의 ... 21
• 4. 연구개발 추진체계 및 전략 ... 23
• 4.1 연구개발 추진체계 ... 23
• 4.2 연구개발 추진전략 ... 23
• 제2장 부유체 모듈의 수직적층 결합 방법 ... 25
• 1. 수직적층 부유체의 거동 특성 ... 25
• 2. 수직적층시 효율적 일체화 방법 고안 ... 27
• 2.1 콘크리트 부유체 전단연결을 위한 케이싱형 전단연결재 ... 27
• 2.2 수직적층 부유체 엇갈림력 일체화 방법 ... 31
• 3. 표준 콘크리트 부유체 단위모듈의 적정크기 산정 ... 37
• 3.2 부력 및 사용성(건현)을 고려한 적정크기 산정 ... 37
• 3.3 육상 운반성을 고려한 적정크기 산정 ... 42
• 제3장 부유체 수직적층 연결부 안전성 평가 ... 44
• 1. 전단연결부 소요강도 산정 및 설계 ... 44
• 1.1 전단연결 소요강도 산정 ... 44
• 1.2 결합장치 소요강도 설계 ... 45
• 2. 수직적층 부유체 단일 모듈의 연결부 성능 평가 ... 49
• 3. 부유식 소파제용 수직적층 연결부 거동 평가 ... 59
• 3.1 부유체 유형별 파랑 외력 평가를 위한 해석 모델 ... 59
• 3.2 동수역학 해석 모델 ... 60
• 3.3 동수역학 해석 결과 ... 62
• 3.4 구조해석 모델 ... 64
• 3.5 구조해석 결과 ... 69
• 4. 염해내구성 평가 및 향상방안 제시 ... 73
• 4.1 내구수명 평가 개요 ... 73
• 4.2 내구수명 평가 방법 및 해석조건 ... 74
• 4.3 내구수명 평가 및 향상 방안 제시 ... 78
• 제4장 연결부 전단강도 평가 ... 83
• 1. 전단강도 실험체 설계 및 제작 ... 83
• 1.1 전단강도 실험체 설계 ... 83
• 1.2 실험체 제작 ... 86
• 2. 전단연결 성능 실험 ... 88
• 2.1 실험체 셋팅 ... 88
• 2.2 계측 ... 88
• 3. 실험결과 ... 91
• 3.1 전단연결성능 ... 91
• 3.2 분리력 저항력 ... 98
• 3.3 실험결과 요약 ... 100
• 4. 연결부 상세거동 및 전단강도 검증 ... 102
• 4.1 전단강도 해석모델 설계 ... 102
• 4.2 전단강도 해석 개요 ... 103
• 4.3 전단강도 해석 결과 ... 109
• 제5장 부유체 자세 안정성(모션) 향상기술 개발 ... 117
• 1. 하이브리드 부유식 구조물 개념 ... 117
• 2. 수치해석을 통한 자세 안정성 향상 기술 개발 ... 118
• 2.1 수치해석 방법 ... 118
• 2.2 수치해석 모델링 ... 120
• 2.3 부유식 구조물의 복원력 검토 ... 121
• 2.4 부유식 구조물의 파랑 강제력 검토 ... 123
• 2.5 부유식 구조물의 부가질량 및 감쇠 검토 ... 129
• 2.6 부유식 구조물의 자세 안정성(모션) 검토 ... 131
• 3. 수리모형실험을 통한 자세 안정성 향상 기술 개발 ... 135
• 3.1 수리모형 실험체 제작 ... 135
• 3.2 수리모형 실험체 및 계측 센서 설치 ... 136
• 3.3 수리모형 실험결과 ... 145
• 4. 부유체 자세 안정성(모션) 향상 기술 개발 결과 요약 ... 170
• 4.1 수치해석을 통한 부유체 자세 안정성(모션) 평가 요약 ... 170
• 4.2 수리모형 실험 통한 부유체 자세 안정성(모션) 평가 요약 ... 171
• 제6장 부유식 소파제의 자세 안정성 평가 ... 173
• 1. 3차원 평면수조 실험계획 수립 ... 173
• 1.1 수리모형 실험체 설계 및 제작 ... 173
• 1.2 파랑하중 및 실험체 설치 ... 179
• 1.3 실험체의 동적 관성 특성 검증 ... 184
• 2. 수리모형 실험을 통한 부유식 소파제의 자세 안정성 평가 ... 185
• 2.1 실험 결과 ... 185
• 2.2 수조실험을 통한 자세 안정성 평가 ... 203
• 3. 수치해석을 통한 부유식 소파제의 자세 안정성 평가 ... 206
• 3.1 해석모델 및 모델링 ... 206
• 3.2 수치해석 결과 ... 209
• 3.3 수치해석을 통한 자세 안정성(모션) 평가 ... 213
• 제7장 결론 ... 214
• 제8장 활용방안 및 기대효과 ... 219
• 1. 활용방안 ... 219
• 2. 기대효과 ... 219
• 끝페이지 ... 221