초록 ▼

□ 연구개요
이 연구에서는 건설산업의 노동의존성 및 생산 가능인력 부족 문제를 해결하기 위하여 콘크리트 모듈러 공법을 개발하였음. 모듈러 공법은 건축물의 70~80%를 공장에서 제작하며, 토공사 및 기초공사 등의 현장작업과 동시에 진행할 수 있기 때문에 공기단축 및 현장작업 최소화에 효과적임. 따라서 이 연구에서는 콘크리트 모듈러 구조 플랫폼을 구축하는 것을 목표로 연구를 수행하였음. 또한, 노동력을 최소화하기 위하여 인공신경망을 사용해서 요구되는 콘크리트의 재료특성에 맞는 콘크리트를 개발할 수 있는 인공신경망 모델을 개발하였

□ 연구개요
이 연구에서는 건설산업의 노동의존성 및 생산 가능인력 부족 문제를 해결하기 위하여 콘크리트 모듈러 공법을 개발하였음. 모듈러 공법은 건축물의 70~80%를 공장에서 제작하며, 토공사 및 기초공사 등의 현장작업과 동시에 진행할 수 있기 때문에 공기단축 및 현장작업 최소화에 효과적임. 따라서 이 연구에서는 콘크리트 모듈러 구조 플랫폼을 구축하는 것을 목표로 연구를 수행하였음. 또한, 노동력을 최소화하기 위하여 인공신경망을 사용해서 요구되는 콘크리트의 재료특성에 맞는 콘크리트를 개발할 수 있는 인공신경망 모델을 개발하였음. 이를 활용하여 개발한 SMART 재료를 콘크리트 모듈러 구조 플랫폼에 적용하여 구조부재를 제작하였으며, 구조실험을 통해 휨·전단·접합 성능을 규명하였음. 또한, 구축한 콘크리트 모듈러 구조 플랫폼을 활용하여 축소형 주택을 제작하였음. 더불어 콘크리트 모듈러 주택에 대한 구조물의 손상도 및 잔존성능을 평가할 수 있는 유지관리 시스템을 구축하였음.

□ 연구 목표대비 연구결과
◎ SMART 재료연구 및 재료 개발 모델 구축
- 재료실험·문헌연구·전산유체해석(CFD) 등을 활용하여 다양한 콘크리트 배합에 따른 재료특성과 관련된 데이터베이스(DB)를 구축하였음. 해당 DB를 기반으로 변수분석을 수행하여 SMART 재료특성의 영향인자를 도출하였음.
- 콘크리트 재료특성 관련 DB를 바탕으로 인공신경망(ANN)을 활용해 SMART 재료에 적합한 배합을 도출하기 위한 ANN 모델 및 간략식을 개발하였음.

◎ SMART 재료를 활용한 모듈러 구조부재 성능실험
- 모듈러 구조에 대한 문헌연구를 수행하여 연구동향을 파악하였음. SMART 재료를 활용하여 모듈러 방식의 구조부재를 설계‧제작하고, 부재의 휨‧전단‧접합 성능을 규명하기 위한 구조실험을 수행하였음.
- 또한, 모듈러 구조 부재의 설계/해석 기법을 정립하였음.

◎ SMART 재료를 활용한 모듈러 주택 플랫폼 구현
- 개발한 SMART 재료를 적용할 수 있는 축소형 주택을 설계하였으며, 콘크리트 모듈러 구조 플랫폼을 활용하여 제작하였음. 더불어 콘크리트 모듈러 주택의 프로토 타입을 제안하였음.

◎ 지능정보 기반 유지관리 시스템구축
- 콘크리트 모듈러 주택에서 발생가능한 열화요인을 도출하고, 복합열화에 따른 구조물 손상도 및 잔존성능을 평가할 수 있는 해석모델을 개발하였음.
- 최종적으로 제안한 모듈러 주택의 실시간 유지관리 시스템을 구축하였음.

본 연구를 통해 SCI(E) 논문 16편, 국내저명 학술지 논문 5편을 게재하고, 국내 특허출원 5건, 국내 특허등록 5건, 인력양성 석사 5명과 박사 2명, 국제 학술발표대회 논문 4편, 국내 학술발표대회 논문 10편을 달성하였으며, 이는 당초 계획한 목표를 초과 달성한 것으로 연구 목표대비 연구성과가 매우 우수한 것으로 판단됨.

□ 연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과(연구개발결과의 중요성)
본 연구는 인공지능을 활용한 재료개발부터 부재적용을 위한 구조성능 검증, 플랫폼 개발, 유지관리 시스템 구축까지 콘크리트 모듈러 구조물의 생애주기 전반을 다루는 ‘지능정보 기반 콘크리트 모듈러 구조 플랫폼’을 구축하였음. 해당 공법의 표준화를 통해 대량생산을 수행하면 기존 철근콘크리트공법과 비교하여 공사기간 단축 및 공사비 절감효과를 가져올 것으로 기대됨. 또한 모듈러 구조물은 단기간 내에 소형주택을 제작할 수 있어 임시대피소나 공공임대주택으로 활용될 수 있음. 기술적 측면에서 콘크리트 모듈러 주택은 철골 모듈러 주택에 존재하는 방음, 진동 등의 문제를 보완할 수 있을 것으로 판단됨.

(출처 : 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 2
• 목차 ... 3
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 4
• 2. 연구개발과제의 수행 과정 및 수행 내용 ... 6
• 3. 연구개발과제의 수행 결과 및 목표 달성 수준 ... 15
• 1) 정성적 연구개발성과(연구개발결과) ... 15
• 2) 세부 정량적 연구개발성과 ... 15
• 3) 목표 달성 수준 ... 15
• 4) 목표 미달 시 원인 분석 ... 16
• 4. 연구개발성과의 관련 분야에 대한 기여 정도(연구개발결과의 중요성) ... 16
• 5. 연구개발성과의 관리 및 활용 계획 ... 17
• 6. 자체점검표 ... 19
• 7. 참고문헌 ... 19
• 끝페이지 ... 42