구조물 붕괴사례에 대한 연구는 항상 공학관련 문헌에 한 부분이 되어 왔으나 교량기술의 향상에 기여할 수 있었던 1840년대와 1930년대 사이에 발생했던 여러 붕괴사례들은 기술혁신이 진행되면서 큰 관심사는 되지 못했던 것 같다. 끊임없이 향상되었던 해석이론 및 구조적 규모면에서 커다란 도약을 성취하였떤 이 시대에도 몇몇 중요한 교량 붕괴사례를 목격하였다. 특히 Tacoma Narrow Bridge의 붕괴가 발생한 후 구조물 붕괴사례에 대한 연구는 구조설계와 시공분야에서 공학적인 통찰력과 판단력을 위한 중요한 자료로 인식되어지게 되었다.

본 연구에서는 5종류의 플라이애쉬를 포함한 초유동 콘크리트와 3종류의 일반 콘크리트에 대한 재료물성을 측정하여 서로 비교.분석하였다. 경화 전의 물성측정을 위해서 슬럼프 실험, 슬럼프 플로우 실험, O형 깔대기 실험, 박스 충전성 실험, L형 충전성 실험을 수행하였고 경화 후의 물성측정을 위해 압축강도 실험, 할렬인장강도 실험, 탄성계수 실험, 크리프 실험, 건조수축 실험 등을 수행하였다. 경화전의 물성측정 실험결과들을 바탕으로 초유동 콘크리트와 일반 콘크리트의 유동성과 충전성을 평가하였고 두 결과를 비교.분석하였다. 또한 경화 후의 물성측정 실험결과를 통하여 초유동 콘크리트의 재료역학적인 특성을 파악하였다. 자기충전성을 만족시킬만한 유동성과 작업성을 가지면서 40 MPa이상의 28일 압축강도를 갖는 양호한 재료역학적인 특성을 나타내는 초유동 콘크리트의 개발 가능성을 보였다. 일반적으로 초유동 콘크리트의 크리프 변형량은 일반 콘크리트보다 상대적으로 작았지만 건조수축은 일반 콘크리트보다 30%이상 컸다.

본 연구에서는 미세역학모델을 이용하여 무근 콘크리트의 응력-변형도관계를 예측할 수 있는 모델을 제시하였다. 모델에서는 하중이 가해지기 전에 골재와 모르터의 경계면에 초기 균열이 존재한다고 가정하고 하중에 의한 부착균열과 모르터균열의 형성여부를판별하기 위하여 선형탄성파괴역학(LEFM) 이론을 사용하였다. 또한 계산의 편의를 위하여 이러한 부착균열-몰타균열의 결합된 형상을 등가 직선균열로 치환하여 해석하였다. 발생된 균열의 크기와 그 밀도로부터 손상된 콘크리트의 연성도와 변형의 증가량을 계산하고 발표된 실험결과와 비교하여 보았다. 그 결과 본 모델에 의한 응력-변형도 관계의 예측은 압축보다는 인장에, 보통 콘크리트보다 고강도 콘크리트에 더 잘 적용됨을 발견하였다.

경화제 무첨가 에폭시 수지는 시멘트 모르터 및 콘크리트 중에 시멘트 수화에 의해 생성된 수산화물(예를 들어 $Ca(OH)_2$)의 존재하에서 경화할 수 있음에 착안하여, 본 연구는 경화제를 첨가하지 않은 에폭시 시멘트 모르터 및 콘크리트의 배합비 변화에 따른 역학적 성질을 파악하고 종래의 경화제 첨가 에폭시 시멘트 모르터 및 콘크리트와 비교하여 성능과 경제적인 면에서 우수한 경화제 무첨가 에폭시 시멘트 모르터 및 콘크리트를 개발하기 위하여 연구되었다. 연구 결과 종래의 경화제 첨가 에폭시 시멘트 모르터 및 콘크리트와 비교하여 10-20%의 낮은 폴리머 시멘트 비에서 우수한 역학적 성질을 가진 경화제 무첨가 에폭시 시멘트 모르터 및 콘크리트를 개발할 수 있다.

최근 건설 현장에서 소성수축과 건조수축으로 인한 바닥용 모르타르의 균열은 매우 심가하다. 이러한 바닥용 모르타르의 균열을 방지하기 위하여 필요한 작업성을 유지하면서 단위수량을 최소화하는 최적배합의 선정과 팽창제를 사용하여 수축을 보상하는 방법에 대하여 연구하였다. 현장조사에 의하면 현장에서 사용중인 바닥용 모르타르의 물 시멘트는 약 64%인 것으로 나타났다.그리고 바닥용 모르타르의 물 시멘트를 줄이더라도 조립율이 큰 잔골재를 사용하고 고성능감수제를 적정량만큼 첨가하면 필요한 작업성을 유지할 수 있는 것으로 나타났다. 또한 이 연구에서는 모르타르의 플로우와 물 시멘트비, 잔골재시멘트비, 잔골재의 조립율과의 관계식을 제안하였으며, 제시된 식은 바닥용 모르타르의 배합설계에 유용하게 활용될 것으로 판단된다.

실물크기와 1/10축소모델의 부재거동 상사성을 검토하기 위하여 네 가지 형태의 실험을 수행하였다. : (1) P-$\Delta$효과를 가지는 장주의 실험, (2) 구속 띠철근의 유무에 따른 단주의 실험, (3)스터럽이 없는 단순보(전단)실험, (4) T형보 휨실험. 실험의 결과에 기초하여 다음의 결론을 도출하였다. : (1)장주의 P-$\Delta$효과는 1/10축소모델에서 거의 정확하게 상사할 수 있다. (2)단주의 띠철근에 의한 구속 효과는 1/10축소모델에서 대체로 상사할 수 있다. (3)스터럽이 없는 단순보의 파괴모드는 실물크기의 경우 전단취성파괴를 나타내었으나 1/10축소모델은 인장철근의 항복과 더불어 상당한 크기의 연성을 나타낸 후 사인장균열 심화에 뒤이은 압축 콘크리트 파괴를 나타내었다. (4) T형보에서 실물크기와 1/10축소모델의 거동은 매우 근사하게 나타났다.

콘크리트 구조요소의 비선형거동을 예측하기 위하여 압축응력장 이론의 기본개념인 압축강도 연화 현상, 거시적 및 회전균열 모델을 고려한 유한요소해석이 제시되었다. 수치해석상의 효율성 및 최대하중 이후의 거동에 주안점을 두어 초기재료 강성을 채택한 변위증분법 논리 및 빠른 수렴을 위한 Over-Relaxation 방법이 Isoparametric계의 8-Node 요소에 포함.유도되었다. 상기에 근거하여 제작된 비선형 프로그램, NASCOM은 다조하중을 지지하는콘크리트 구조요소의 내력, 변형특성, 균열 분포 상황 및 보강근의 항복 분포를 예측하는데 사용할 수 있다. NASCOM의 성능을 검토하기 위하여 이러한 목적에 빈번히 사용되는 Bhide의 패널(PB21) 및 Leonhardt의 춤이 큰보에 대한 해석이 실시되었다. 패널에 대한 해석결과는 대체로 변형이력 및 강도가 강한 거동을 나타내는 반면에, 춤이 큰보에 대해서는 변형이력이 유연한 거동을 나타내고있어, 향후 보다 정확한 결과를 예측하기 위해서는 콘크리트의 인강강화 및 압축강도 연화현상에 대하여 좀더 향상된 재료모델의 고려가 필요한 것으로 판단되었다.

성숙도는 콘크리트의 양생 온도이력에서 구해지는 것으로 초기강도 예측을 위한 하나의 유용한 지표가 될 수 있다. 즉 성숙도 이론은 배합이 동일할 때 성숙도 값이 같으면 강도값은 같다는 이론이다. 본 연구에서는 성숙도 법칙의 이론적 전개과정을 살펴보고 그 값을 계산하기 위하여 가장 널리 알려진 Nurse-Saul함수를 검토하였다. 또한 성숙도 함수와 기준온도(datum temperature) 설정을 위한 일련의 포괄적인 실험연구를 수행하였다. 성숙도를 강도값에 연관시키기 위한 여러 가지 성숙도-강도함수를 비교해보고 그 장단점을 분석해 보았으며 이를 통하여 유용한 강도예측함수를 제안하였다. 성숙도 이론의 적용에 있어서 고려해야 할 변수들을 도출하기 위하여 양생조건과 시멘트의 종류, 그리고 물-시멘트비등을 달리 하였으며 이 경우에는 습도나 초기양생온도 등이 변수로 채택되었다. 마지막으로 제안된 함수의 타당성과 정확성을 검증하기 위하여 콘크리트 슬래브를 타설하고 시간단계별로 콘크리트 코아를 채취하여 예측된 강도값과 비교하여 보았다. 본 논문은 실제 콘크리트 구조물의 초기강도 예측을 위해 매우 유용할 것으로 사료되며 현장품질관리에 효율적으로 활용할 수 있을 것으로 기대된다.

프리캐스트 프리스트레스트 콘크리트 구조물의 정착부에 프리스트레스트 힘이 도입되면, 과다한 국부 집중 하중으로 인하여 균열이 발생할 수 있으며, 최근 이러한 구조물 건설시 텐던을 따라가며 심각한 균열이 발생한 경우가 있다. 본 논문은 프리캐스트 프리스트레스트 콘크리트 구조물의 정착부에 발생하는 국부집중응력의 분포 특성을 규명하고, 정착부 보강 형태에 따른 국부응력 효과를 규명하여 합리적인 정착부 설계 개념을 제시함에 목적이 있다. 이를 위하여 정착부 형태에 따른 역학적 거동 실험 및 해석연구가 수행되었다. 위의 연구 결과 나선형 보강철근이 극한 및 균열하중에 대한 저항능력이 가장 우수함이 집중응력 분포 특성을 고찰함으로서 나타났으며, 정착부의 파괴기구, 정착부 보강설계를 위한 기본 개념 및 그 방법이 제시되었다.

국내 건설경기의 비약적인 신장으로 인한 하천사의 고갈로 해사의 사용이 매년 급증하고 있는 추세이다. 시방서 조건을 만족시키지 않는 무분별한 해사의 사용은 저품질 콘크리트의 시공으로 이어져, 이는 곧바로 구조물의 내구성에 치명적인 영향을 끼쳐 사회적으로 엄청난 슬픔과 재난을 몰고 올 대규모 참사를 야기시킬 수도 있다는 점에서 해사를 사용한 콘크리트에 대한 물리적 특성의 규명이 시급한 실정이라 할 수 있다. 따라서 본 연구는 해사를 이용한 고강도 콘크리트를 개발하기 위한 실험적 연구로서 양질의 하천사를이용한 고강도 콘크리트와 해사를 이용한 고강도 콘크리트의 물리적 특성을 서로 비교.분석하여 해사를 이용한 고강도 콘크리트를 실제의 콘크리트 공사에 적극적으로 활용하는데 그 목적이 있다. 해사를 이용한 고강도 콘크리트의 실험적 규명은 고강도 콘크리트의 구조물 설계시 중요한 설계자료로 이용될 수 있다. 따라서 본 연구는 콘크리트용 혼화재로서 실리카흄의 사용유무에 따라 최대압축강도를 발현시키는 물-시멘트비(불-결합재비)의 한계값을 결정하고, 정탄성계수의 실험으로 현행 콘크리트 표준시방서의 탄성계수 계산식의 적용범위를 제시한 후, 압축강도 $330~800kgf/cm^2$인 고강도 콘크리트의 탄성계수와 할렬인장강도 및 휨인장강도를 예측할 수 있는 제안식을 도출해 냈다.