본 과제는 건설원자재 가격 폭등 시기에도 골조물량은 줄이고 구조강성은 키우는 재료 위상최적화 기술을 바탕으로, 웨브홀과 신장된 웨브높이를 갖는 경량 비대칭 H형강을 개발하는 연구임. 연구 목표는 골조물량 경제성, 구조 안전성, 시공·제작 효율성을 동시에 만족하는 최적화된 건설 신구조부재 확보임. 이를 위해 비정형 웨브홀의 위상최적화 설계와 상하부 비대칭 플랜지 춤 일체화 기술을 개발하고, ABAQUS FEM(휨·전단·반복가력) 해석, 실험체 제작, UTM/Actuator 기반 구조성능평가, 현장 Mock-up 검증을 수행함. 기대 효과는 강재 사용량 절감과 골조부재 가격경쟁력 강화, 공기단축 및 공사비 절감, 해외 지식재산권 확보와 탄소중립 친환경 적용 기대임.

① 건설용 다중노즐 대형출사 3D프린팅용 자가지지 구조 및 시제품 - 자가지지 구조체는 (1) 내부공간의 재료배치 최적화, (2) 외부표면의 형태형성 최적화의 합목적적 고려를 반영함. 구조 안전성, 사용 기능성, 비용 경제성, 내구 안정성에 대해 엔지니어 설계철학으로 지지, 하중, 재료, 선형 또는 비선형, 정적 또는 동적조건 등 제약조건을 결정하는 4개의 설계정보로서 실현됨 - 자가지지 구조체는 “일체화 시공가능 수평 각도 한계장”을 조절하고 FGC 결합신소재 및 구조의 위상최적화 플랫폼에 적용하여 중력장의 물리적 한계점을 극복함으로써, “현장 일체화 3D프린팅 건축”에서 이른바 “수평형상 부재 일체화 제작”의 요원한 문제점을 해결하는 핵심기술이며 건설용 구조부재 시제품을 통해 증명하고자 함 ② Functionally Graded Concrete 및 위상최적화 설계 적용 3D프린팅 설계자동화 플랫폼 - 자가지지 구조체의 각 케이스(매달린 구조체, 자가지지 구조체, 전개구조체 등 최소 3가지 예상) 별, 초경량 고성능 결합신소재인 Functionally Graded Concrete (FGC) 7종 재료 조합 별 설계자동화 다이어그램을 제작하고 설계정보를 표준화함 - 자가지지 구조는 지주 유무와 상관없이 수직부재는 물론 수평부재 현장 일체화 제작이 가능하여 공학적 난제로 취급되는 건설용 대형 3D프린팅건축 현장일체화 문제를 해결하는 새로운 개념의 재료-최적화-구조-장비의 CAD 설계자동화 플랫폼을 제공할 것임

자가지지 수평지향 구조이론과 딥러닝 위상최적화 InnovilTop App을 건축구조 분야에 도입, 중력장을 극복하고 ON-SITE 건축물을 제작할 수 있는 혁신적 원천기술개발● 본 연구는 다음의 설계, 재료, 구조 통합 원천기술을 개발하는 것을 목표로 함 ? 설계 : 딥러닝 기반 위상최적설계 형상탐색 App에 특화된 건축설계 기술? 재료 : 자가지지 수평지...

연구 최종목표: 자가지지 수평지향 구조이론과 딥러닝 위상최적화 InnovilTop App을 건축구조 분야에 도입, 중력장을 극복하고 ON-SITE 건축물을 제작할 수 있는 혁신적 원천기술개발(1) 설계 : 딥러닝 기반 위상 형상탐색 App에 특화된 건축설계 기술(2) 재료 : 자가지지 수평지향 구조시스템 적용을 위한 복합 건축재료 기술(3) 구조 : 설계와...