동일한 인장철근배근상태($\rho$/$\rho_b$=constant)에서 휨을 받는 고강도 철근 콘크리트 보는 보통강도의 철근 콘크리트보에 비해 더욱 취성적인 거동을 하게 된다. 본 실험결과 연성적인 파괴를 유도하기 위하여 콘크리트의 강도가 830kg/$cm^2$이상일 경우 철근비를 $0.6\rho_b$이하로 배근하여야 할 것으로 나타났다. 또한 콘크리트 강도가 830kg/$cm^2$ 이상일 경우 사각형응력 블록을 사용한 ACI 휨강도식의 안전율이 감소하였으며, 삼각형에 가까운 압축응력 분포를 나타내었다. 이는 콘크리트 강도가 증가할수록 응력-변형률 곡선이 거의 선형적으로 증가하는 재료적 성질에 기인하는 것으로 사료된다.

토목 및 건축재료로써 폴리프로필렌 섬유보강 모르터 및 콘크리트의 사용은 미국, 영국 등지에서 개발되기 시작하여 많은 연구가 진행되어 왔는데, 경제적 이점, 화학적인 안정성과 우수한 내구성으로 인해 국내에서도 그 사용이 점차 증대되고 있는 실정이다. 이러한 폴리프로필렌 섬유의 사용은 모르터 및 콘크리트가 건조나 온도에 의해 수축될 때 , 구속에 의해 발행하는 인장응력 및 균열을 제어하고, 인성의 증가와 충격, 마모, 피로에 대한 저항성을 증대시키며, 콘크리트의 내구성을 증대시키는 등의 장점을 가지는 것으로 보고되고 있다. 본 연구에서는 이러한 폴리프로필렌 섬유보강 모르터 및 콘크리트의 재료적 특성인 유동성, 압축강도, 인장강도, 휨인성뿐만 아니라 균열제어특성, 건조수측특성을 실험을 통하여 규명하고자 하였다. 본 연구 결과. 폴리프로필렌섬유의 혼입으로 인성이 증가되고 건조수축균열 및 건조수축량이 제어되고 있는 것으로 나타났다. 본 연구는 앞으로 건조수축균열제어와 인성증가를 위한 폴리프로필렌 섬유보강 콘크리트의 활용 및 설계에 기초자료를 제시할 수 있을 것으로 사료된다.

최근 많은 양의 폐타이어가 발생됨에 따라 사회적 문제로 대두되고 있는 실정이며, 이에 대한 재활용은 각 분야에서 활발하게 연구되고 있다. 건설 분야에서는 폐타이어를 냉각 분쇄하여 만든 분말을 시멘트 콘크리트에 혼입하여 사용하는 연구가 많이 수행되고 있다. 시멘트 콘크리트에 폐타이어 분말을 혼입하여 사용할 때는 폐타이어 분말과 시멘트경화체 사이에서 접착성의 문제로 기초적 성질이 저감된다. 본 연구에서는 시멘트 모르터 내부에서 폐타이어 분말의 접착력을 증진시키기 위하여 시멘트 혼화용 폴리머 중의 하나인 스티렌 부타디엔 고무(SBR)라텍스를 사용하여 기초적 성질을 개선하고자 하였다. 실험결과 SBR 코팅 폐타이어 분말을 혼입한 시멘트 모르터는 코팅하지 않은 폐타이어 분말을 사용한 경우보다 기초적 성질이 개선되는 것으로 나타났으며, 또한 폴리머 시멘트비 10%를 사용한 SBR 라텍스 혼입 폴리머 시멘트 모르터의 경우에도 기초적 성질이 개선되었다.

이 연구에서는 콘크리트 보의 전단거동에서 콘크리트 압축강도가 스터럽 유효성에 미치는 영향을 실험적으로 연구하였다. 이를 위하여 단며이 $300{\times}600mm$ 인 수직 스터럽이 배근되지 않은 콘크리트 보 4개와 수직 스터럽이 배근된 콘크리트 보 20개에 대하여 실험을 수행하였다. 주요 실험변수는 2종류(보통강도, 고강도)의 콘크리트 압축강도 수준과 6종류의 전단철근비이다. 실험에 앞서 주어진 단면과 가정된 재료 상수에 대하여 ACI Building Code를 사용하여 휨파괴가 유발되는 전단철근비( ${\rho}_vACI$)를 산정하였으며, 이 값을 기준으로 6종류의 전단철근비를 선택하였다. 실험결과, 스터럽이 배근되지 않은 콘크리트 보에 있어서 ACI 전단강도식의 안전율은 콘크리트의 압축강도가 증가함에 따라 감소하는 것으로 나타났다. 그러나 스터럽이 많이 배근된 고강도 콘크리트 보에서는 보통강도 콘크리트 보 이상의 안전율이 확보되는 것으로 나타나 스터럽 유효성은 고강도 콘크리트 보에서 더 큰 것으로 나타났다.

내진상세를 가진 2경간 2층 모멘트 저항 철근콘크리트 평면구조물을 설계하고 상사법칙에 근거하여 1/2.5 크기의 구조물과 1/10 축소모델을 제작하였다. 다음, 이 구조물에 변위 조절하에서 반복횡하중 실험을 실시하였다. 이들 실험결과에 근거하여 강도, 강성, 에너지 소산능력, 파괴모드, 국부변형등과 같은 구조적 거동 특성을 상사성의 관점에서 비교하였다. 이 결과를 근거로 하여 다음과 같은 결론을 얻었다. ; (1)1/10 축소모델에서의 강도는 1/2.5구조물의 강도와 매우 유사하였다. (2)1/10축소모델의 초기 강성은 대략 1/2.5구조물의 초기 강성의 2/3 정도로 나타났다. (3)1/10축소모델은 1/2.5 구조물 보다 더 작은 에너지 소산능력을 나타내었다. (4) 1/2.5구조물과 1/10축소모델의 비탄성 붕괴 메카니즘이 약간의 차이를 나타내고 있다.

본 논문은 경계요소법에 의한 콘크리트의 진행성 파괴해석과 연화거동 해석시 발생하는 불안정 거동을 규명하는 연구이다. 파괴가 일어나는 콘크리트에 작용하는 최대하중을 구하고 콘크리트의 균열 성장에 따른 비선형거동을 예측하기 위하여 균열선단의 브리징 영역에 Dugdale-Barenblatt형 모델을 사용하였으며, 브리징 영역의 인장연화 상태를 선형인장연화 곡선을 사용하여 모델링하였다. 경계요소법을 사용하였으며 콘크리트의 파괴진행을 해석하기 위하여 변위 및 표면력 경계적분방정식으로부터 균열을 포함한 연속체의 균열 경계적분방정식을 정식화하였으며, 콘크리트 보와 인장시편에 대하여 진행성 파괴해석을 실시하였다. 또한 콘크리트의 진행성 파괴해석에 자유응력균열의 성장 및 진행을 고려하지 않음으로서 발생하는 불안정 연화거동을 제거하는 수치해석기법을 제시하였다.

최근 들어 고강도 및 초공강도 콘크리트의 사용이 국내외적으로 비약적인 증가 추세에 있으며, 국내에서도 이와 관련된 많은 연구가 진행되고 있다. 특히 재료개발 및 현장적용 측면에서의 연구가 활발하여 많은 성과를 얻어내고 있다. 그러나 설계단계부터 고강도의 콘크리트를 적용하는 참의미의 실용화 정도는 매우 미진한 실정이다. 이것은 설계단계부터 믿고 적용할 수 있는 고강도 콘크리트 관련의 국내 설계규준이 확립되어 있지 않은 것이 가장 큰 원인이 되고 있다. 따라서 본 연구에서는 고강도 및 초고강도 콘크리트 설계규준 정립에 있어서 기초적 자료가 될 수 있는 탄성계수의 추정식을 제안하였다. 이것은 국내에서 실험도니 고강도 및 초고강도 콘크리트의 탄성계수 값들을 근거로 통계적 수법을 이용한 것으로 압축강도 400-1,000kg/$\textrm{cm}^2$에 대해 적용할 수 있다. 또한 국외에서 발표된 탄성계수식을 국내의 실험값과 비교, 분석한 결과 전반적으로 과대평가하고 있음이 확인되어 본 연구에서 제안된 탄성계수 추정식이 국내실정에 적합할 것으로 사료된다.

본 논문에서는 단조증가하중을 받는 철근 및 프리스트레스트 콘크리트 슬래브의 비선형거동, 즉 탄성, 비탄성, 극한영역에 이르기까지의 모든 하중이력에 대한 응력-변형도 관계와 균열의 진행 및 철근 및 텐던과 콘트리트의 응력과 변형도 등을 정확히 해석할 수 잇는 해석법의 제시를 목적으로 한다. 이러한 목적을 위하여 본 연구에서는 재료적 및 기하학적 비선형성을 고려하였다. 기하학적 비선형성은 Von Karman의 가정에 기본을 둔 total Lagrangian formulation에 의해 고려하였으며 재료적 비선형성에 대해서는 균열콘크리트에대한 인장, 압축, 전단모델과 콘크리트 중에 있는 철근 및 텐던모델을 조합하여 고려하였다. 이에 대한 콘크리트의 균열모델로서는 분산균열모델을 사용하였으며, 철근 및 텐던에 대해서는 1축 응력상태로 가정하여 등가의 분산분포된 철근 및 텐던층으로 모델화하였다. 본 논문에서 제안한 해석방법의 타당성을 검증하기 위하여 몇 개의 실험치를 해석치와 비교.검토한 결과, 본 논문의 해석방법에 의하면 철근 및 프리스트레스트 콘크리트 슬래브의 비선형거동을 보다 정확하게 예측할 수 있었다.

콘크리트의 역학적거동은 다양한 종류의 균열의 발생과 전파에 의하여 영향을 받는다. 최근 고성능 콘크리트의 개발이 이루어지면서 계면파괴와 계면역에서의 균열양상에 대한 연구가 중요한 분야로 부각되고 있다. 탄성이며 균질한 재료에 적용되는 균열전파에 대한 규준은 계면역에서 균열이 진전하는 경우는 유효하지 않으며 이 경우에는 콘크리트에서 균열전파를 예측하기 위하여 구성재료들의 파괴인성과 그들 사이 계면의 파괴인성의상대적인 크기를 고려하여야 한다. 본 논문에서는 계면균열선단에서 계면파괴역학변수인 에너지해방률과 하중위상각을 수치해석방법을 이용하여 구하는 방법과 계면에서의 균열전파의 예측을 위한 에너지해방률에 기초를 둔 파괴규준을 제안하였다. 계면역에서의 균열양상을 조사하기 위하여 계면균열을 가진 이상복합모델에 대한 실험과 수치해석연구를 수행하였으며 대체적으로 실험결과와 규준을 이용하여 예측한 결과가 서로 일치하는 결과를 얻었다.