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[대진대학교] 선형 진동 제어 가능한 초고층 복합 빌딩 시스템

최고관리자　 0 Comments　 1 Views　 20-11-10 15:46　 기계

선형 진동 제어 가능한 초고층 복합 빌딩 시스템

보유기관 및 연구자 : 대진대학교 / 조태준 교수

상담신청 기술문의

TRL09
사업화
- 본격적인 양산 및 사업화 단계
TRL08
시작품 인증/
표준화
- 일부 시제품의 인증 및 인허가 취득 단계
  - 조선 기자재의 경우 선급기관 인증, 의약품의 경우 식약청의 품목 허가 등
TRL07
Pilot 단계 시작품
신뢰성 평가
- 시작품의 신뢰성 평가
- 실제 환경(수요기업)에서 성능 검증이 이루어지는 단계
TRL06
Pilot 단계 시작품
성능 평가
- 경제성(생산성)을 고려한, 파일로트 규모의 시작품 제작 및 평가
- 시작품 성능평가
TRL05
시제품 제작/
성능평가
- 개발한 부품/시스템의 시작품(Prototype) 제작 및 성능 평가
- 경제성(생산성)을 고려하지 않고, 우수한 시작품을 1개~수개 미만으로 개발
TRL04
연구실 규모의
부품/시스템 성능평가
- 연구실 규모의 부품/시스템 성능 평가가 완료된 단계
- 실용화를 위한 핵심요소기술 확보
TRL03
연구실 규모의
성능 검증
- 연구실/실험실 규모의 환경에서 기본 성능이 검증될 수 있는 단계
- 개발하려는 시스템/부품의 기본 설계도면을 확보하는 단계
- 모델링/설계기술 확보
TRL02
실용 목적의 아이디어/
특허 등 개념 정립
- 실용 목적의 아이디어, 특허 등 개념 정립
TRL01
기초 이론/
실험
- 연구과제 탐색 및 기회 발굴 단계

기술개발 배경: ▶ 현재 추진 중인 초고층 빌딩은 1,000미터 이상의 층고를 향해서 계획, 설계 및 시공이 진행이 되고 있으며, 수직적 기준으로 연결된 빌딩구조물에 수평적 연결의 시도가 있었지만 지진이나 풍하중 등의 횡하중이나 수평외력에 대한 변위 및 진동의 제한조건으로 단일건물의 캔틸레버 형태가 주도적임

기술개요 및 대표도면: ▶ 인구밀도와 지가가 상승하는 도심 내 최대밀도구역에서 토지이용의 효율성을 극대화 시키고, 빌딩구조의 안전성을 증대시키며 초고층 빌딩의 수평적 도시기능을 부가할 수 있는 대공간 구조물의 선형 진동을 제어할 수 있는 초고층 복합 빌딩 시스템 관련 기술임

[대공간구조물에 형성된 진동제어부]

시장동향: ▶ 국제초고층학회에서는 세계 초고층 건물 시장규모가 2015년 1,138억 달러에서 연평균 8.3%로 성장하여 1,696억 달러로 증가할 것으로 전망됨

▶ 초고층 빌딩 개발이 가장 뜨거운 곳은 중국으로 지난해 완공된 200m 이상 초고층 빌딩 수는 84개로 전 세계 마천루의 절반 이상(67%)이 중국에 세워짐

[초고층 건물의 세계 시장 전망]

기술구현: ▶ 빌딩간 협업제어 방식의 횡력분배 및 변위감소 유도

- 초고층 빌딩 사이의 무주공간에 형성되며, 초고층 빌딩에 고정된 상·하부돔을 구비하는 대공간구조물을 포함하고, 하부돔에는 진동제어부가 구비되어 선형 진동을 제어함

- 상부돔은 돔 형상으로, 하부돔은 역돔 형상으로 형성되어 상호간 수평반력을 상쇄시킴

특장점

기존기술 한계: ▶ 초고층빌딩은 수직적 높이한계 또는 수평변위 및 진동 제어가 어려운 문제가 있음

▶ 설계수명 100년 이상을 고려한 미래교통수단에 대한 공간적 여용성이 덜 고려되어 있음

개발기술 특성: ▶ 대공간구조물의 하부돔에 진동제어부를 구비하여 대공간구조물에 발생하는 선형 진동을 제어하거나 저감시킴

▶ 빌딩 사이의 무주공간에는 횡력분배를 위한 트러스구조의 상하단에 돔구조와 역돔구조를 설계하여 대공간구조의 제공을 통하여 경제성을 향상시킴