초록 ▼

□ 연구개요
학교 건축물은 적절한 내진성능 확보가 필수적이나 아직도 내진성능 확보율은 전체대상 학교에 2019년 기준 36.7% 로 매우 미진한 실정이다. 일반적으로 학교 건축물은 철근콘크리트 골조와 다양한 형태의 습식조적벽체 채움벽이 시공되고 있으나, 내진성능평가시 이 채움벽을 비구조요소 하중으로 가정하고 습식공법의 불균질성으로 벽체강성평가가 어려워 학교 골조의 지진거동이 왜곡되고 있다. 또한 지진시 벽체 접합부 균열로 면외 전도파괴가 발생할 수 있으며 골조의 단면보강이나 댐퍼설치 등의 내진보강도 시공상 어려움과 공사비가 증

□ 연구개요
학교 건축물은 적절한 내진성능 확보가 필수적이나 아직도 내진성능 확보율은 전체대상 학교에 2019년 기준 36.7% 로 매우 미진한 실정이다. 일반적으로 학교 건축물은 철근콘크리트 골조와 다양한 형태의 습식조적벽체 채움벽이 시공되고 있으나, 내진성능평가시 이 채움벽을 비구조요소 하중으로 가정하고 습식공법의 불균질성으로 벽체강성평가가 어려워 학교 골조의 지진거동이 왜곡되고 있다. 또한 지진시 벽체 접합부 균열로 면외 전도파괴가 발생할 수 있으며 골조의 단면보강이나 댐퍼설치 등의 내진보강도 시공상 어려움과 공사비가 증가되는 단점이 있다. 이에 습식조적벽체의 단점을 개선하기 위해 인터락킹 벽돌로 건식조립된 채움벽을 학교 골조에 적용하여 그 내진성능을 규명함으로써, 지진에 가장 취약한 조적벽체의 수평강성을 보완하고 벽돌간의 움직임을 허용하여 구조물의 연성능력을 향상시키는 보강방법의 타당성을 검증하고자 한다. 이를 위해 본 연구에서는 인터락킹 벽돌로 건식 조립된 조적채움벽을 이용한 학교 철근콘크리트 골조의 내진성능향상기술 개발을 최종목표로 하여 3개년도 연구목표에 중점을 두고 사업을 진행하였다.

□ 연구 목표대비 연구결과
* 1차년도 연구개발성과: 학교 적용 인터락킹 벽돌의 형상설계 및 건식화 조적구조시스템 제안
- 인터락킹 벽돌의 최적 형상 결정 및 학교 적용 건식조립 채움벽 구조시스템 설계 제안
- 구조실험 및 해석 을 통한 제안된 벽돌의 역학적 특성 및 물성 규명
* 2차년도 연구개발성과: 인터락킹벽돌 건식조립 채움벽 구조의 마찰슬라이딩 구조거동과 에너지소산효과 규명
- 인터락킹 벽돌 건식 채움벽의 면외 전단강도 평가모델 작성
- 인터락킹 벽돌 건식 채움벽의 슬라이딩 거동에 따른 댐핑 특성 파악 및 마찰 평가모델 작성
- 비선형 FEM해석에 의한 건식조적벽체의 압축스트럿 구조거동 규명
* 3차년도 연구개발성과: 인터락킹 벽돌 건식조립 채움벽을 갖는 학교철근콘크리트골조의 내진성능 검증과 보강기법 정립
- 수평반복하중 구조실험을 통한 인터락킹 벽돌 건식 채움벽을 갖는 RC조의 비선형 내진성능 검증(골조, 허리벽, 채움벽 골조 대상)
- 연구결과를 종합한 내진성능 평가기법 및 보강기술 지침서 작성

□ 연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과(연구개발결과의 중요성)
- 조적공사에 모르타르가 없는 건식공법을 활용하면 양생이 불필요하여 전천후 공사 및 공기단축이 가능하다. 이에 학교 건축물과 같이 학생 수업권에 지장없이 절대공기가 필요한 내진보강공사나, 특히 현재 코비드19 전염병 병원임시시설 확충과 같이 특수지역 긴급공사에도 그 활용도가 높을 것으로 판단된다.
- 건축물에 일반적으로 설치되는 조적벽체를 건식화하여 내진성능을 극대화하면서 현장적용이 쉽고 경제적인 내진보강기술로 그 활용도는 매우 높을 것으로 예상되며, 개발된 건식조립 벽돌공법과 내진보강기술 등을 대내외에 발표함으로써 구조물의 내진보강 기술시장의 활성화와 관련 산업체의 인력고용 창출 등에 기여를 할 수 있을 것으로 기대된다.
- 학교 건축물은 공간이 교실과 복도로 일정하게 구획되어 있어 사용된 벽체의 크기와 형상이 일정하여 본 건식조립 인터락킹 벽돌벽체의 설계상세 표준화(건식벽체+흡음재+구조연결상세+외부방수)를 통해 조적공사 전 공정을 건식화하여 공법의 완성도를 높일 수 있으며, 추후 학생수 급감으로 인한 교실공간의 변경이나 리모델링시 벽체의 철거와 재설치 등이 가능하여 재활용이 가능할 것이다.
- 비구조체요소인 조적벽체를 건식화하여 구조강성 및 연성보강 요소로 적극 활용할 수 있게 하여 건축물의 조적시공비와 내진보수보강비의 절감을 기대할 수 있다.
- 제안된 건식공법 성능평가 및 보강기술연구에서 얻어진 다양한 실험 및 해석기법 결과는 향후 구조물의 내진성능평가 후속연구에 응용하여 활용할 수 있어 내진성능 평가연구 활성화에 기여하며, 또한 일반 중저층 규모의 조적조나 철근콘크리트조에 내진보강기술로 확대 적용할 수 있을 것이다.

(출처 : 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 2
• 목차 ... 3
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 4
• 1.1 연구의 필요성 ... 4
• 1.2 주요 연구개념의 도출 ... 5
• 1.3 연구개발과제의 최종 목표와 연구내용 ... 6
• 2. 연구개발과제의 수행 과정 및 수행 내용 ... 8
• 1) 1차년도: 학교 적용 인터락킹 벽돌의 형상설계 및 건식화 조적구조시스템 제안 ... 8
• 2) 2차년도: 인터락킹벽돌 건식조립 채움벽구조의 마찰슬라이딩 구조거동과 에너지소산효과 규명 ... 9
• 3) 3차년도: 인터락킹 벽돌 건식조립 채움벽을 갖는 학교철근콘크리트골조의 내진성능 검증과 보강기법 정립 ... 10
• 3. 연구개발과제의 수행 결과 및 목표 달성 수준 ... 11
• 1) 정성적 연구개발성과(연구개발결과) ... 11
• 2) 세부 정량적 연구개발성과 ... 11
• 3) 목표 달성 수준 ... 12
• 4) 목표 미달 시 원인 분석 ... 12
• 4. 연구개발성과의 관련 분야에 대한 기여 정도(연구개발결과의 중요성) ... 13
• 5. 연구개발성과의 관리 및 활용 계획 ... 13
• 6. 자체점검표 ... 13
• 7. 참고문헌 ... 14
• 끝페이지 ... 21