경량기포콘크리트란 시멘트슬러리 속에 미리 생성된 기포를 혼합시켜 양생시킴으써 동일한 체적의 보통콘크리트보다 가볍게 만든 콘크리트를 의미한다. 따라서 경량기포콘크리트는시멘트풀 결합재내에 기포가 무작위로 분포된 복합재료이다. 본 연구의 목적은 이러한경량기포콘크리트의 탄성계수 추정식을 미시역학적 이론을 바탕으로 추정하는데 있다. 이르 위해 본 논문에서는 미시역학적인 미분법에 Hansen의 수정기법을 적용한 수정미분법을 사용하여 경량기포콘크리트의 탄성계수 추정식을 제안하였다. 제안된 추정식을 사용하여 얻어진 결과는 실험결과와 잘 일치하였고 기존의 어떤 추정식보다도 우수한 결과를 보였다.

전단벽제 양단의 보강기둥은 비선형 휨거동에 주요 영향을 미치는 구조 요소이다. 본 연구에서는 전단 벽체에 일반적으로 사용되는 모델인 TVLEM에서, 수직 스프링 요소로 표현되는 보강기둥의 반복이력 모델을 제안하고 기존의 모델과 비교 검토하였다. 제안된 단순모델은 Vulcano의 모델 중 철근의 거동을 이중직선으로 가정하여 유도되었으며, 제안된 모델을 검증하기 위하여 Vulcano와 Kabeyasawa의 모델 사용시의 수치해석 값과 비교하였다. 비선형 해석은 자체 개발된 프로그램을 사용하였으며, Vallenas와 Bertero가 실험(1979)한 SP6의 모델에 대하여 수치해석을 수행하여 반복이력특성과 변위이력 및 발산에너지량을 비교하였다.

프리스트레스트 콘크리트 구조물인 원자로 격납구조에서 콘크리트의 크리프는 프리스트레스의 가장 큰 시간의존적 손실을 야기하며 격납구조의 설계 시공 및 유지관리시의 안전성 확보에 매우 중요한 재료특성이다. 본 논문은 원자로 격납구조 콘크리트의 크리프 특성에 관한 연구이다. 본 논문에서는 5종 시멘트로 제조된 원자로 격납구조 콘크리트의 크리프트성을 알기 위하여 크리프시험을 수행하였다. 또한 최근 개정된 건교부 제정 콘크리트 표준시방서와 일본 콘크리트 표준 시방서에 의한 크리프 예측식을 포함하여 ACI-209식, CEB/FIB식 및 HANSEN식의 적용성을 평가하기 위하여 예측식들에 의한 크리프 예측결과를 실험결과와 비교하였다. 비교로부터 건교부제정 콘크리트 표준시방서의 크리프 예측식이 다른 비교 대상 크리프 예측식들보다 대상 콘크리트의 크리프치를 비교적 잘 예측함을 알았으며, 1년 이상의 재령에서는 비교대상이 된 모든 예측식들이 크리프 변형을 과소평가함을 알았다. 한편 실험결과의 회귀분석으로부터 재령 1년이후의 재하조건에 의해 발생되는 대상 콘크리트의 크리프를 유효하게 예측할 수 있는 예측식을 제안하였다.

본 연구는 비부착 긴장재를 갖는 프리스트레스트 콘크리트 부재에서 긴장재의 극한응력을 평가하는 방법에 관한 일련의 연구중 그 첫번째 단계로 기존 설계식들의 문제점에 대한 분석을 실시하였다. 이를 위하여 지난 40여년간 실시되었던 총 167개의 실험결과들에 대한 D/B를 구축하였으며, 기존의 제안식 및 설계식들을 실험결과와 비교하였다. 기존의 설계식으로는 현행 ACI규준식을 선정하였으며, 제안식으로는 Naaman, Harajli, 그리고 Chakrabarti의 식에 대하여 분석을 실시하였다. 그리고 이러한 분석을 통하여 다음과 같은 사실들을 알 수 있었다. 비부착 긴장재의 극한응력은 현행의 ACI규준에서와 같이 임계단면에 대한 해석을 통하여 계산하는 것보다 부재 전체의 해석을 통하여 계산하는 것이 바람직하다. 또한 현행 ACI규준식에서는 포함하고 있지 않는 주요변수인 일반철근의 양 및 작용하중의 형태 농도 긴장재의 극한응력에 큰 영향을 미칠 수 있다. 그리고 현행의 ACI규준식은 스팬-춤비의 효과가 실제보다 과대평가될 수도 있다. 따라서 현행 ACI규준식은 이런한 문제점에 대한 보완이 필요하며, 이를 위해서는 비부착 긴장재의 극한응력에 영향을 미칠 수 있는 중요 변수들에 대한 보다 합리적이며 종합적인 분석을 통한 설계방법이 제시되어야 한다.

시멘트를 기초로하는 복합재료의 파괴거동은 주균열이 진행하기 이전에 파괴진행영역이라고 하는 미세균열대가 콘크리트 내부에 형성고기 때문에 선형파괴역하게 입각하여 해석하게 되면 실험치와 상당한 차이를 나타낸다. 이러한 문제점을 해결하기 위해 가상균열모델이나 균열띠 모델, 두 파라메터 파괴모델 등 비선형해석에 따른 여러 파괴역학모델들이 제안되었으나 이들 모델들은 2차원 해석에 근거를 두고 있기 때문에 구조체의 두께 방향으로 동일한 균열이 형성되며, 특히 콘크리트 실험에서 관찰되는 비연속적 균열발생에 대해서 설며이 어려웠다. 이에 본 연구는 콘크리트를하나의 다종복합체로 가정하고 연립변형모드 및 진행파괴모드 방향으로 구성재료를 배열한 상태에서 가상균열 이론에 근거한 비선형해석방법으로 모델링하였다. 진행파괴모드로 구성재료를 배열하면 강성이 높은 구성재료를 통과하여 균열이 진행될 때 균열선단으로부터 분포된 응력이 상층의 허용인장강도를 초과하게 되어 균열이 발생되며 이러한 균열은점진적인 균열진행과는 달리 비연속 동시 발생 균열ㄹ로 나타났다. 본 연구는 진행파괴모드에서의 파괴 해석 방법과연립변형모드에서의 해석 방법을 제시하였으며, 해석결과를 실험결과와 비교함으로써 검증하였다.

폴리머 콘크리트를 오버레이 콘크리트로서 기존 시멘트 콘크리트 위에 타설할 경우 폴리머 콘크리트의 경화수축으로 말미암아 전단응력, 수직응력 및 축응력이 발생되며 이러한 응력은 폴리머 콘크리트와 기존 시멘트 콘크리트 사이의 접착성능에 영향을 미쳐 결국 역학적 성질 및 내구성이 저하될 수 있다. 오버레이 콘크리트의 수축응력은 본 실험에서 실시한 구속된 오버레이 콘크리트의 구속해제에 의한 수축변형량과 탄성계수로서 구할 수 있다. 본 연구에서는 폴리머 종류, 오버레이 콘크리트 두께, 양생시간과 온도에 따른 폴리머 콘크리트 및 폴리머 시멘트 콘크리트의 수축에 의한 축응력을 측정하여 폴리머 콘크리트를 각종 교량등의 오버레이 콘크리트로 사용하멩 있어서 기초적 자료를 제공하고자 하였다. 연구결과, 폴리머 콘크리트의 경화수축응력은 폴리머의 종류, 양생온도, 재령 및 두께에 의해 영향을 크게 받는 것으로 나타났다.

본 연구는변형구속에 의해 생기는 축력이 철근콘크리트 휨부재의 역학적 거동과 평균 균열간격에 미치는 영향을 검토하기 위해 수행되었다. 이를 위하여 변형구속 및 무구속 조건하에서의 휨강도와 휨강성을 실험으로 구하였으며, 또한 축방향 구속을 받는 휨부재의 평균 균열간격을 예측하는 식을 제안하였다.