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강관말뚝의 신제품 조사 분석. ( 신규 제품 조사 ). SGS 건설시험연구원 부설 유니콘기술연구소 소장 김대학. 목차. A. 말뚝 신제품 ( 기성 제품 중심 ) 고강도 강관 (SKT590) 말뚝 강관 + PHC 복합 말뚝 강관 + 선단확장 말뚝 유공강관 + 콘크리트 합성말뚝 외부강관 + 원심력 콘크리트 합성말뚝 외부강관 + 현장 타설 콘크리트 합성말뚝 PHC + 강관 복합말뚝 B. 설문조사 결과. 기술 분야. 제품 구성. 개선 성능. 고강도강관 말뚝.
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강관말뚝의 신제품 조사 분석 (신규 제품 조사) SGS건설시험연구원 부설 유니콘기술연구소 소장 김대학
목차 • A. 말뚝 신제품(기성 제품 중심) • 고강도 강관(SKT590) 말뚝 • 강관 + PHC 복합 말뚝 • 강관 + 선단확장 말뚝 • 유공강관 + 콘크리트 합성말뚝 • 외부강관 + 원심력 콘크리트 합성말뚝 • 외부강관 + 현장 타설 콘크리트 합성말뚝 • PHC + 강관 복합말뚝 • B. 설문조사 결과
기술 분야 제품 구성 개선 성능 고강도강관 말뚝 강관 선단확장 말뚝(1) 고강도강재 말뚝 강성 (허용축하중) 향상 재 료 강관 선단확장 말뚝(2) 1. 말뚝 신제품 (기성제품 중심) 강관 선단확장 말뚝(3) 선단지지력 향상 강관+PHC 복합말뚝 복합 재료 말뚝 휨 강도 /전단강도 향상 고강도강관+콘크리트 말뚝 합성 재료 타공강관+콘크리트 말뚝 관입 효율 개선 PHC+강관말뚝 시 공 선단 확공 PHC+선단 슈 말뚝(a) 대구경 천공 PHC+선단 슈 말뚝(b) 외부강관 PHC 말뚝
1.1 고강도강관말뚝(기술 개발 이력) 강관 관련 규격 / 시방 KS D 3566 일반 구조용 탄소강관 제정(1971) KS F 4602 강관말뚝제정(1979) KS D 3780 철탑용 고장력강 강관 STKT590제정(1995) KS D 3566 일반 구조용 탄소강관 STK490등재(2007) 구조물기초 설계기준(2009) STK490 등재 강관말뚝 고강도화 고강도화 제안 1990년대 중반 고강도 강관말뚝 적용 연구 (1997) 강관말뚝 경쟁력 제고방안 (2004) STKT590적용(2009) 고강도내해수강(2010) 연도 1960 1970 1980 1990 2000 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011
시장점유율 및 시장 규모 KS D 3780 (JIS G 3474) 고온 배관용 탄소강관 전기저항용접강관 철탑용 고장력강 강관
1.2 강관+PHC 복합말뚝(기술 개발 이력) 복합말뚝 (관련 특허) 콘크리트말뚝과 강관말뚝의 접합구조물을 갖는 복합 말뚝(2006. 9.) 복합파일용 콘크리트파일 (2007. 3.) 말뚝이음장치 (2007. 6.) 연도 1960 1970 1980 1990 2000 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011
1.3강관 선단 확장 말뚝(국내외 콘크리트말뚝 및 강관 선단확장말뚝 개발이력) 원심력 콘크리트 말뚝공법 개발(일) H.B.M.공법 (2003.2) Hyper-NAKS공법 (2005.2) Hyper-MAGA공법 (2008.5) 선단확장원심력 콘크리트 말뚝 (국내) PHC말뚝 +강판(선단확장) PHC말뚝 선단확장 PHC 선단 확장(주면 돌기, 선단 그라우팅, 부배합 등) 원심력콘크리트 말뚝개발(국내) PC말뚝 (1970년대) PHC말뚝 (1990년대) 대구경 PHC말뚝 Φ800-1000 2009년 초고강도 PHC말뚝(110MPa: 2010년) 원심력 콘크리트 말뚝 개발(일) PC 말뚝 (50MPa: 1950년대) PHC말뚝 (80MPa: 1970-1974) 초고강도PHC 말뚝(105,110MPa: 2003-2005) 대구경PHC말뚝 Φ1200mm (2008) 연도 1960 1970 1980 1990 2000 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 강관말뚝 선단확장(국내) 강관 강판 선단 확장 (스티프너 보강:2008년) 강관+강판+콘크리트+철근 리브 선단확장 합성말뚝(2009년) 강관 강판 선단 확장 (스티프너 +링 보강:2010년)
연직 압축 시험 결과 Time – Load curve Time – Stress Curve Load – Stress Curve
1.4 유공강관+콘크리트 합성말뚝(모식도) 지반에 따른 유공강관 적용 다중 중첩유공강관 유공강관 두부 철근 결합 시험에 사용된 유공강관(임해식 외(2005))
1.6 외부강관+현장타설 콘크리트 합성말뚝 2000년 이 후 31층 이상 건축물 등록 현황
1.7 PHC+강관 복합말뚝 네오파일 공법 시공 개요도, YP사 PHC+강관 복합말뚝 시험시공 (백규호 2011)
2. 신제품 시장 전망(2012 시장규모) • 고강도 강관말뚝 – 철도, 프랜트 부문을 중심으로 지속 성장 예상 (10~20만톤/연) • 강관+PHC복합말뚝 (2만톤/연) • 강관 선단 확장말뚝(1천톤/연) • 유공강관+콘크리트 합성말뚝(?) • 외부강관+원심력 콘크리트 합성말뚝(?,2만톤/연) • 외부강관+현장타설콘크리트말뚝(?, 20~100만톤/연) • PHC+강관 복합 말뚝(?, 1천톤/연)
3. 설문조사 결과 설문 조사 기간 : 2011. 11. 1. - 2011. 11. 15. 조사 대상 : 토목 공사 중 기초 공사 관련 1,128명 (공관계 333명, 학계 159명, 설계 및 시공사 636명 ) 조사방법 : 전화 통화 또는 전자메일 발송/Fax 및 전자메일 회신 조사 회신 : 53명 (응답율 4.7%) 조사자 : 에스지에스건설시험연구원 부설 유니콘기술연구소 연구원 설문 내용 : 선다형 질문 3항 및 주관식 질문 1항 응답자의 평균 연령:42.2세 [95% 신뢰수준, 표준편차 6.1935] [설문 조사 응답자 구성] 소속 연령 남여비율
3.1 [ 고장력 강관말뚝 (STKT 590)에 대한 인지도 ] 소속 구분별 인지도 전체 인지도 인 지 도 소속 구분
3.2 [ 강관말뚝의 장점과 단점 ] [강관 말뚝의 장점 ] [강관 말뚝의 장점 ] [ 소속별 강관말뚝 장점 선호도 ]
3.3 [ 수요창출에 대한 부문별 의견 ] 가격경쟁력 a. 강관말뚝 생산 공정의 개선 b. 원자재 수급 시장의 안정화 적용성 a. 재료특성 우수 (수평지지 거동, 내진 특성 등) b. 시공성(운반, 취급 용이), 구조 및 환경(소음, 분진 등)에 유리, c. 대용량 특수한 환경(해양, 극지, 지하구조물) 등 적용 우수, d. 강관 Strut, 강관주열식 흙막이 벽체 등을 통해 가시설(손료개념) 기자재 활용방안 추진, e.강관말뚝 시공법 개발, f. 특수파일 적극 적용(친환경 구조재), g. 복합말뚝에 적용 등의 고강도 말뚝 적용 등 연구 개발 a. 내부식성 강화 (저렴하게)하는 연구 필요, b. 해상풍력발전용 강재로 개발하여 국내외 시장개척, c. 복합강관 개발, d. 선단 확장 강관 말뚝의 적용, e. 외관이 미려한 기둥 일체형 말뚝의 제작, f. 말뚝 대용량화에 따른 기초 폭 감소 등에 의한 토공량 감소와 이에 따른 적용성 증대 g. 지속적인 기술개발이 필요 h. 연구 개발 실증 사업 등에 적극적 대응 필요. 영업 부문 a. PHC 말뚝에 비해 수평 거동 특성 재료적으로 우수함 비교 기술발표회 등 적극 홍보, b. 해외 project 적용(엔지니어링 공사), 관련 업계 교류, c. 토목분야 이외의 진출 예로 강관을 이용한 예술작품 경연 대회, 신구조물 개발 지원, 신교통시스템에 대한 개발지원 등의 새로운 시각으로의 접근이 필요( 현재 강관 자체의 마케팅 포화 상태)
C. 제안 • 적극적 홍보( 특히 공관계, 학계 ) • - 새로운 강관말뚝의 장점을 효과적으로 적용할 수 있도록 • (2) 신소재에 따른 설계 기준 정립 • - 학회 연구소 학교 등에서 시험 연구를 통해 • (3) 공법 개발 • - 상부 강구조와 연결되는 기둥 일체형 구조물 등 • (4) 시공법 개발 - 대용량 강관말뚝 • (5) 복합말뚝, 선단확장말뚝 등의 적극적인 개발과 홍보가 필요하며 • (6) 해양 특히 풍력발전용 강관의 개발 • (7) 해외 프로젝트 추진 엔지니어링사와의 협력 등의 • (8) 건설 외 분야와의 융합 - 다각화한 적극적인 영업 • - 강관 응용 예술 경진 대회 / 강관 이용 신교통 개발 등
