본 논문은 고성능 철근콘크리트 보의 휨강성, 소성힌지 길이 및 소성힌지의 회전능력에 관한 연구이다. 실험은 철근비, 콘크리트 강도 및 하중 재하형태(1점가력과 2점가력)를 변수로 하여 총 15개의 철근콘크리트 단순보에 대하여 행하여 졌다. 콘크리트의 실린더 압축강도가 700kg/${cm}^2$, 슬럼프 20~25 cm 및 슬럼프 플로우가 60~70cm인 고성능 철근콘크리트 및 보통 강도 철근콘크리트 단순보의 휨실험결과, 본 실험의 경우에 고성능 철근콘크리트 보의 극한 곡률을 구할 때는 ${\varepsilon}_{cu}=0.0047$의 값을 사용할 수 있는 것으로 나타났다. 고성능 철근콘크리트 단순보의 휨강성을 평가하기 위해 유효단면 2차 모멘트를 구하는 식과 고성능콘크리트 단순보에 2점 하중을 가하는 경우 등가 소성힌지 길이를 구하는 식이 본 실험의 경우에 대해서 제시되었다. 극한 모멘트 상태에서 이러한 식을 사용하여 구한 처짐값은 실험값과 비교적 일치하게 나타났다.

본 논문의 목적은 전단내력이 부족한 R/C보에 CFS(Carbon Fiber Sheets), CFRP(Carbon Fiber Reinforced Plastic), GFRP(Glass Fiber Reinforced Plastics)를 이용해 전단보강을 할 경우에 보의 역학적 거동특성을 규명하기 위한 것이다. 본 논문의 목적을 달성하기 위하여 총 19개의 시험체가 제작되었으며, 실험변수로는 전단스팬비, 보강재료, 보강방법, 보강간격 및 방향을 산정하였다. 본 논문의 실험결과, FRP를 이용해 전단내력이 부족한 R/C보에 보강을 하였을 경우 약 50~70%정도의 보강효과를 나타내었다. 또한 소성이론에 근거한 철근콘크리트보의 전단강도 예측모델을 개발하였고 실험치와의 비교를 통해 개발된 모델의 적합성을 검증하였다.

축력과 면내 및 면외의 두방향 휨모멘트를 받는 철근콘크리트 벽체에 대한 비선형 해석연구를 수행하였으며 , 해석결과를 분석하여 벽체의 강도산정법을 유도하였다. 비선형 해석연구를 위하여 철근콘크리트 벽체에 대한 재료 및 기하학적 비선형 해석을 수행할 수 있는 유한요소 해석방법을 개발하였다. 철근콘크리트의 재료모델로서 소성이론과 파괴모델의 통합모델을 사용하였다. 철근콘크리트 벽체에 대한 해석결과를 토대로 단면의 응력분포를 이상화하였으며, 이를 이용하여 새로운 강도산정법을 개발하였다. 이 방법에 따르면, 면외 휨모멘트에 의하여 단위길이의 벽체가 지지할 수 있는 축력이 결정되며, 이 허용 단위 축력에 따라서 총 축력과 면내 휨모멘트의 상호관계곡선이 결정된다. 면외 휨모멘트가 증가할수록 축력과 면내 휨모멘트의 상호관계곡선이 축소되며 이는 벽체 강도의 감소를 가리킨다. 이 새로운 방법을 , 휨변형후에도 단면이 평면으로 유지된다는 가정을 사용하는 기존의 강도산정법과 비교한다. 이 비교결과에 따르면 , 새로운 방법에 비하여 기존의 방법은 면외 휨모멘크가 작은 영역에서 벽체의 강도를 과소평가하며, 면외 휨모멘트가 큰 영역에서는 벽체의 강도를 과대평가한다.

본연구에서는 강섬유와 실리카흄의 혼입이 숏크리트의 리바운드율에 미치는 영향을알아보기 위하여 현장실험을 수행하였다. 실험은 보강방법(강섬유와 와이어메쉬), 강섬유 혼입율(0.0%, 0.5%. 0.75%, 1.0%), 실리카 흄 혼입율(0.0%, 10.0%), 타설부위(side wall, shoulder, crown)등의 4가지 변수를 중심으로 수행되었다. 실험결과, 타설부위가 side wall인 경우 , 강섬유보강숏크리트는 강섬유의 혼입률이 증가할수록 와이어메쉬보강숏크리트에 비해 20%~35%의 리바운드율의 감소효과를 나타내었다. 또한 이러한 리바운드율의 감소효과는 10%의 실리카흄을 혼입한 경우에는 더욱더 큰 폭으로 감소되는 경향을 보였으며, 타설부위가 shlulder와 crown인 경우에도 유사한 결과를 나타내었다. 한편 본 연구에서는 강섬유보강숏크리트에대한 기존의 2단계 리바운드 현상을 기초로, 골재와 강섬유간의 미시적인 상호작용에 따른 4단계의 리바운드 발생 현상을 추정하였다.

현행 AASHTO 및 AASHTO LRFD 설계기준에는 차선하중에 대한 윤하중분포폭을 차륜하중에 적용되는 윤하중분포폭의 2배를 적용하도록 규정하고 있다. 이에 반해 국내 도로교 표준시방서에는 차선하중에 대한 윤하중분포폭의 규정은 없는 실정이다. 본 연구에서는 연속 철근콘크리트 슬래브 교량에 대한 윤하중분포폭에 관한 연구를 수행하였다. 연속슬래브 교량의 윤하중분포폭에 영향을 미치는 인자들로는 지간길이, 교량폭, 단부보 및 지점조건이 있다. 이들 각 인자들에 대한 유한 요소 모델의 구성 및 해석을 통하여 연속 철근콘크리트 슬래브 교량의 합리적인 윤하중분포폭의 식을 제안하였다. 본 연구에서 제안된 윤하중분포폭의 식은 현행 도로교 표준시방서에 제시되어 있지 않은 철근콘크리트 연속 슬래브 교량의 보다 정확한 설계 및 합리적인 내하력 산정시 매우 효율적으로 사용될 것으로 사료된다.

본 연구에서는 콘크리트 덧씌구기 보수체 손상의 주원인은 보수 모르타르와 기층 콘크리트 접촉면에서 발생되는 연직 응력, y, 으로 가정한 후 강우시 보수체의 온도변화에 따라서 이 응력의 크기를 조사하였다. 이 연직응력은 강우강도,보수 모르타르의 두께 및 종류를 변수로 하여 유한요소법을 사용하여 계산되었다. 강우강도는 강우빈도 nR= 1/a, 지속시간 tR=10min 및 60min을 가진 경우를 택하였으며, 보수층 두께, do,는 1, 2, 4, 10 cm 그리고 사용된 모르타트는 시멘트 모르타르(CM), 에폭시 시켄크 모르타르(ECM), 에폭시 모르타르(EM)의 세종류이었다. 본 연구결과 강우시 보수체 접촉면의 연직 인장응력 y 를 추정할 수 있는 공식이 유도되었다. 이 식을 이용하여 강우시 보수체의 온도변화로 인해 발생할 수 있는 접촉면의 파괴를 예방할 수 있는 보수재료의 성질 및 보수층의 두께가 결정될 수 있다.

콘크리트 구조물은 자연적인 혹은 인위적인 온도의 승, 강하로 인하여 동결-융해 작용을 받게 되어 구조물의 성능저하를 야기시킨다. 현대에 들어서면서 콘크리트의 내구특성을 파악하기 위한 연구적 요구가 증가되고 있다. 따라서 폐주물사 콘크리트를 실제 구조물에 적용하기 위해서는 내구특성에 대한 연구가 반드시 이루어져야 한다. 폐주물사를 혼입한 콘크리트의 내구특성을 파악하기 위한 동결-융해 실험은 폐주물사의 잔골재 치환율, 물-시멘트비, AE제 사용 여부를 주요 변수로 하여 실시하였다. 원형공시체를 제작하여, 동결-융해 시험기에 넣어 -18~4$^{\circ}C$로 급속 동결-융해를 진행시키면서 매 23싸이클마다 동탄성계수를 측정하였다. 실험결과 AE제를 첨가했을 때 물-시멘트비가 적을수록, 폐주물사의 치환율이 클수록 전반적으로 강도가 증가하는 것으로 나타났으며, 물-시멘트비가 증가함에 따라, AE제를 사용한 콘크리트가 동결-융해 저항성이 증가하는 것으로 나타났다. 특히 폐주물사 치환율이 50%일때가 동결-융해 저항성이 가장 좋은 것으로 나타났으며 그 다음으로 25, 0% 순으로 저항성이 좋은 것으로 나타났다. 따라서 폐주물사 콘크리트가 내구성이 우수한 것으로 나타나 폐주물사를 콘크리트에 재활용할 수 있는것으로나타났다.

폐콘크리트로부터 생산된 재생굵은골재를 쇄석골재 대신하여 콘크리트에 활용하기 위하여 압축강도, 휨강도의 특성 및 동결융해저항성을 측정하였다. 쇄석골재로 일정비율 대체한 재생콘크리트는 보통콘크리트에 비하여 압축 및 휨강도가 낮았으며, 플라이애쉬 혼입한 재생콘크리트는 보통콘크리트와 비슷한 강도변화를 나타냈다. 동결융해저항성은 물.시멘트비, 재생굵은골재 대체율 그리고 플라이애쉬의 첨가량에 따라 차이점을 보였으나. 물.시멘트비가 낮을수록 플라이애쉬 혼입량이 적을수록 그리고 재생굵은골재 대체율이 80%일 때 저항성이 가장 우수한 것으로 나타났다.

본 연구는 진동규제기준 설정을 위한 기본적인 연구의 일부로서 진동을 억제시킬 수 있는 제진 콘크리트 재료의 개발에 관한 것이며 제진용 결합재로서 라테스(latex), 고무 분말(rubber powder), 플라스틱 레진(plastic resin) 그리고 스타이로폼등을 사용하였다.선정된 적정배합비에 따른 제진 재료을 이용한 진동제어 콘크리트 시험 패널을 제작하여 원지반 매설상태로 이상화시킨 모래 사조에서 낙하충격을 이용하여 충격진동을 발생시키고, 이 파형을 퓨리에 변환시켜 주파수 영역별 각 패널의 제진 효과를 비교해보는 실내 실험을 실시하였다. 또한 모형박스로 제작한 사조에 모래 타설을 위하여 제작된 강사기의 성능평가와 토조에 타설된 모래지반의 균질정도를 판단하기 위하여 표면파해석기법을 응용한 횡방향 변이성을 실험분산곡선과 전단파 속도 주상도를 이용하여 평가하였다.

이 연구는 몇 가지 종류의 골재용 암석들에 대한 광물학적 및 화학적 특성을 구명하고, 이들과 물리적.역학적 특성간의 상호관계 및 콘크리트용 골재로서의적합성을 알아보기 위한 것이다. 연구대상 암석들의 광물학적.화학적 및 물리적.역학적 특성 등을 고려할 때, BJ 채석장에서 채취한 화강암과 KB, HI, SK 채석장에 채취한 호상 편마암, 홍천강변에서 채취한 규암 등은 파동소광을 보이는 석영이 다량 함유되어 광물학적으로 알칼리-실리카 반응을 일으킬 수 있는 가능성이 있기 때문에 시멘트 콘크리트용 골재로 사용하는 것보다는 다른 용도의 골재로 이용하는 것이 바람직할 것으로 생각된다. SY채석장에서 채취한 석회암의 경우에는 알칼리-탄산염 반응을 일으킬 수 있는 백운석이 많이 함유되어 있어 아스팔트 콘크리트용 골재로 이용하는 것이 타당할 것으로 판단된다. KB채석장에서 채취한 안구상 편마암과 SA 채석장에서 채취한 섬록암은 흑운모가 다량 함유되어 있어 콘크리트의 강도를 저하시킬 수 있기 때문에 콘크리트 용도로 사용하지 않는 것이 좋으나. HI 채석장에서 채취한 안구상 편마암과 홍천강변에서 채취한 편마암 등은 광물학적 및 역학적 특성 등을 고려할 때 어떠한 용도의 콘크리트용 골재로 사용하더라도 큰 문제가 없을 것으로 판단된다.

콘크리트가 고강도를 확보하기 위해서는 일반적으로 큰 단위시멘트량 및 낮은 물-시멘트비를 유지해야 하므로 콘크리트 타설후 내부온도 상승은 필연적이며, 구조물의 위치와 온도응력차에 의하여 콘크리트 구조물에 균열이 발생하게 된다. 그러므로 고강도용 콘크리트의온도상승 억제대책의 한 방안으로 고로슬래그미분말 3종류와 혼합률 4단계로 변화시킨 콘크리트를 제조하여 온도상승량과 최고온도 도달시간 및 강도를 측정하였으며, 고로슬래그미분말을 5단계로 혼합한 페이스트의 수화발열량 및 수화속도를 측정한 값에 대하여 고찰하였다. 본 연구결과 고로슬래그미분말의 분말도 6,000$\textrm{cm}^2$/g, 혼합률 50% 정도인 고강도용 콘크리트가 온도상승 억제효과 뿐만 아니라 조기재령에서의 강도도 비교적 잘 만족하였다.

레미콘을 제조하는 배쳐플랜트에는 혼화제를 저장하는 저장탱크가 설치되어 있는데, 특히 기온이 $0^{\circ}C$이하로 저하하는 겨울철에는 혼화제 저장탱크내의 혼화제가 동결할 수 있어 설비보존 목적상 동결온도의 검토가 요구되고 또한 동결된 혼화제를 이용할 경우 레미콘의 품질 변화가 초래될 수 있는지 검토가 요구되지만 국내의 경우 연구보고나 규정은 마련되어 있지 않은 실정이다. 그러므로 본 연구에서는 본 연구에서는 국내에 유통되고 있는 콘크리트용 각종 화학혼화제를 무작위로 시료채취하여 동결온도를 측정하므로써 동절기 외기에 노출된 혼화제 투입설비에 대한 적정 보온대책의 제안 및 레미콘에서 반드시 사용되어지는 AE제 및 AE감수제 등의 혼화제를 대상으로 동결전과 동결융해를 반복한 혼화제를 사용한 콘크리트의 품질변화에대하여 실험연구를 실시하였다. 연구결과 방동제, AE감수제 촉진형 등 내한성 혼화제를 제외한 대부분의 혼화제는 제주도 및 일부 남부 지방을 제외한 한국의 겨울철 외기온 조건하에서는 혼화제의 동결위험성이 있으므로 보온조치가 필요할 것으로 판단되며, 동결된 혼화제를 사용할 경우의 콘크리트 품질변화는 교반을 충분히 하여 이용한다면 슬럼프, 공기량, 강도 등에서 크게 문제시 되지 않는 것으로 분석되었다.