본 논문의목적은 단조증가하중을 받는 강판 및 탄소섬유 sheet 로 보강된 철근콘크리트 단순보의 역학적 거동특성을 규명하기 위한 것이다. 본 연구의 목적을 달성하기 위하여 단부응력해석이 고려된 비선형 해석프로그램을 개발하였으며, 적용된 재료비선형모델은 콘크리트인 경우 tensile strain softening이 고려된 응력-변형율선도, 철근과 강판에 대해서는 bilinear 모델, 그리고 탄소섬유 sheet에 대해서는 완전탄성체의 모델이 적용되었다. Debonding 에 대해서는 보강재 단부의 전단응력에 의한 콘크리트박리하중을 Roberts의 해석적방법을 수정하여 계산하였다. 또한 개발된 프로그램은 실험결과 및 ADINA에 의한 해석결과와 비교하였으며, 보강단면 등에 따른 거동을 잘 예측하는 것으로 나타났다.

지금까지 국내에서는 콘크리트의 크리프에 관한 실험적 연구가 많이 진행되지 못하여 해당 구조물의 설계기술 도입국의 규준에 따라 크리프를 예측해왔다. 그러나 예측된 크리프 모델이 국내 콘크리트 재료의 특성에 적합한지에 대한 실험적 검증은 제대로 이루어지지 않고 있는 실정이다. 본 연구에서는 국내에서 프리스트레스 콘크리트 구조물에 적용하는 실용 고강도 콘크리트의 크리프 값을 예측하기 위해 동일한 설계기준강도를 갖는 세 가지 배합에 대하여 재령별로 크리프 시험을 수행하고 이 실험결과를 ACI, CEB/FIB, KSCE, JSCE규준들의 크리프 예측식과 비교 분석하였다.시험결과와 이들규준들에 대한 비교분석에 의하면 CEB/FIB-90 크리프 예측식은 비교적 과대 평가되고 ACI 209-92와 JSCE-96의 경우는 과소 평가되었으나 콘크리트 표준시방서 KSCE -96 크리프 예측식은 비교적 시험결과에 근접하는 것으로 평가되었다. 그러나 구성재료의 양적 변동에 '따른 배합별 시험결과의 차이를 반영할 수 있는 점이 보완되어야 할 것으로 보며 향후 많은 실험결과를 바탕으로 국내에서 생산되는 콘크리트에 대하여 보다 정확히 크리프를 예측할 수 있는 연구가 필요하다.

최근 손상된 구조물에 탄소섬유쉬트 보강공법이 많이 사용되고 있다. 탄소섬유쉬트 보강에 따른 휨내력의 증진이 이루어지기 위해서는 보와 탄소섬유쉬트의 일체거동이 이루어져야 하며, 쉬트단부에서 부착파괴가 발생하지 않아야 한다. 따라서 이번 실험에서는 탄소섬유쉬트의 보강매수에 따른 부착파괴의 거동을 살펴보았다. 전시험체에서 부착파괴가 발생하였으며 부착파괴가 발생한 하중의 크기는 보강매수에 관계없이 비슷하였다. 부착파괴의 거동은 순수부착파괴와 피복박리파괴로 구분될 수 있었으며 부착응력은 단부에서 집중현상이 나타났고 집중된 응력의 크기는 15.39~41.42kg/$\textrm{cm}^2$로 나타났다. 정착길이내의 평균부착응력은 6.85~8.99kg/$\textrm{cm}^2$으로서 평균 7.38kg/$\textrm{cm}^2$이고 이 값은 이론치인 6.19kg/$\textrm{cm}^2$보다 약간 높으며 설계부착응력인 6kg/$\textrm{cm}^2$에 부합되는 것으로 나타났다. 따라서 설계부착응력 6kg/$\textrm{cm}^2$은 정착길이의 설계시 합리적 값으로 평가되었다.

고강도 및 보통강도 콘크리트의 압축파괴 거동에 영향을 미치는 요소들 (재료의 강도, 시편의 세장비, 전단구속, 실험장치의 강성, 피드백 신호)에 관한 연구가 수행되었다. 피드백 신호로 자동 조절되는 유압 실험기계항에서 원주변형 피드백 신호를 사용하여 연화곡선을 구했다. 재하장치로부터의 단부 전단 구속을 줄이면 제한된 영역 안에서 재하방향 균형이 형성되고, 또한 연화곡선의 경사가 급해지고 파괴에너지도 작아진다. 이때 길이가 큰 시편에서 파괴에너지가 커지는 것은 안장과는 달리 단순균열이 형성되는 것이 아니고 , 파괴가 용적을 가진다는 것을 의미한다. 압축응력하의 국부 파괴는 재료특성이 아니므로, 단부 전단구속이 없더라도 재료적 특성으로서의 응력-변형도 곡선은 정하기 어렵다.

경제성장에 따른 항만구조물의 건설 및 유지관리에 관한 관심이 급격히 고조되고 있다. 이러한 항만구조물은 해양환경에 노출되어 콘크리트에 매입된 철근의 부식을 야기시키는 요인에 접해있다. 한편, 콘크리트 내부의 염분침투는 매입철근의 부식을 가속화시켜 콘크리트 구조물의 내구성에 상당히 큰 피해를 입힐 수 있다. 본 연구의 목적은 여러 가지 방식제를 사용함과 동시에 물/시멘트을 달리한 실험변수를 이용한 시험체에 대한 부식평가 및 매입철근의 적절한 부식방지 기법의 개발에 있다. 해양환경 조건을 simulation한 해수 및 담수 순환장치를 이용한 실내 시험체의 철근 부시도 평가 및 항만현장에 직접 거치된 시험체 등 다양한 조건하의 2년간의 실험이 현재 진행 중에 있다. 40주에 걸쳐 간헐 침투되는 해수조건에서 60개의 콘크리트 시험체의 철근 부시도 평가결과를 기초하여 180여개의 콘크리트 시험체를 새로이 제작하여 Half-Cell Test를 통한 Instant-Off Potential, Current Method를 통한 Corrosion current, Chloride Content 및 시험 종료후 시험체를 파쇄하여 부식된 철근의 무게측정등을 통하여 거동 및 부식을 예측.평가하고 이를 통한 부식방지기법을 개발하고자 한다.

본 연구는 각종 제진재료를 이용하여 진동을 억제할 수 있는 콘크리트를 개발하여 각종 건설공사에서 흔히 발생할 수 있는 진동공해문제를 억제하고자 하며 아울러 폐기물의 재활용차원에서 폐자재를 이용하여 유용한 제진콘크리트를 개발하고자 하는데 그 목적이 있다. 우선, 제진재료를 이용한 압축강도 (200kg/$\textrm{cm}^2$)이상의 콘크리트 배합비를 찾기 위하여 24배치의 예비실험을 수행하였으며, 선정된 적정배합비에 따른 제진재료를 이용한9개의 진동시험체보를 제작하여 보의 구조적 및 재료적 동적특성 즉 1차 공명진동수와 동적 휨강성 및 감쇠비를 측정하여 제진효과를 조사하였다. 그리고 압축강도에 의한 각 시험체의 균열모멘트를 추정하여 재하하중과 균열모멘트비(M/Mcr)에 따른 하중단계별 동적특성값을 살펴보았다. 제진재료로서는 라텍스(Latex), 고무분말(Rubber Powder)그리고 플라스틱 레진( Plastic Resin)등을 사용하였고, 재료적, 구조적 진동감쇠효과를 파악하고자 KS F2437규정과 진동파의 속도법을 사용하였으며, 감쇠비 측정은 Frequency Spectrum 곡선에 대한 Polynomial Curvefitting 방법과 기하학적 해석방법을 이용하여 각각의 결과를 비교.분석하였다.

산업폐기물인 폐주물사를 재활용하여 에너지절감과 환경오염방지효과를 얻을 수 있다. 반요인실험법을 사용하여 폐주물사를 잔골재에 일정비율 치환한 콘크리트의 적정배합설계제시를 위한 예비실험에서 물-시멘트비, 폐주물사의 잔골재치환율, 잔골재율, 슬럼프와 같은 주요변수와 변수사이의 2차상호작용을 파악하였다. 예비실험결과 폐주물사의 잔골재치환율 70%까지 실시하였을 때 폐주물사를 혼입한 콘크리트의 강도 발현에 가장 중요한 변수는 물-시멘트비로 분석되었고 폐주물사의 잔골재치환율은 거의 영향이 없는 것으로 분석되어 폐주물사를 콘크리트의 잔골재로 대체할 수 있음을 알 수 있었다. 각 변수의 2차상호작용에서는 폐주물사의 잔골재치환율과 잔골재율의 상관관계가 콘크리트의 강도발현에 가장 큰 영향을 미치는 것으로 나타났다. 목표압축강도에 대한 적정배합조건을 폐주물사의 잔골재 치환율에 따라 물-시멘트비, 잔골재율에 대해 제시하였다.

본연구는 축방향 변형 구속이 고강도 콘크리트 휨부재의 휨 전단거동에 미치는 영향을 조사하기 위한 것으로, 수화열과 건조수축에 기인하는 축방향 변형과 재하에 의한 축방향 변형을 구속한 부재 및 무구속 부재에 대하여 휨파괴와 전단파괴 실험을 실시하였다. 타설 직후부터 축변형을 구속한 실험체의 재하시 강성은 재하전의 구속으로 발생한 관통균열의 영향을 받아 무구속 실험체의 강성보다 낮지만, 재하시의 축변형 구속에 따른 압축구속력의 상승으로 인하여 강성의 크기는 역전되었다 축변형이 완전히 구속된 휨부재의 휨강도는 무구속 부재보다 20%이상 상승하지만 변형능력은 감소하는 것으로 나타났으며, 재하전의 축변형 구속에 의한 관통균열(균열폭 0.1mm 미만)은 부재의 전단내력 및 전단균열 진전 형상에 영향을 미치지 않았다.

재생콘크리트의 압축강도와 휨강도는 재생골재의 혼입량이 증가할수록 감소하였으며 플라이애쉬를 혼화재로 사용할 때 그 양이 증가할수록 재생콘크리트의 조기 압축강도는 떨어졌다. 골재원에 따른 압축강도는 재생골재의 혼입량이 적을수록, 양생기간이 길어질수록 증가하엿으나, 전반적으로 비슷한 강도변화의 경향을 보여주고 있다. 재생콘크리트의 휨강도 발현은 보통 콘크리트와 비슷하나, 휨강도에 대한 압축강도비는 보통 콘크리트에 비하여 낮았다. 재생콘크리트의 건조수축은 재생골재의 혼입량이 증가할수록 증가하였으며 , 특히 재령2주와3주사이에 건조수축량이 보통 콘크리트에 비해 월등히 높았다.

철근콘크리트 유공보에 있어서 기존 유공보의 연구는 유공위치를 보춤의 중앙에 위치하여 연구하였으나 철근코크리트 보의 역학적 특성활용과 시공상의 편의성을 위해 사각형 유공의 위치를 보춤 하단에 설치하여 개방형 유공보로 변형하였다. 본 연구에서는 사각형 유공보에 대한 유공크기의 세로길이를 보춤의 0.3배로 하고 가로길이를 세로길의의 1~3배로 변화시켜 보강 및 무보강 상태의 사각형 유공보와 이의 사각형 유공하부 콘크리트를 제외시킨 개방형 유공보에 있어서 총 10개의 시험체를 대상으로 하는 실험을 실시하여 시험체의 최대내력, 유공주위에서의 전단균열과 시험체의 휨인장균열, 주요위치의 변위조사, 주근 및 유공주위의 콘크리트와 보강철근의 변형도조사, 시험체의균열을 조사하여 상호변화를 비교.분석하였다. 이 연구결과로부터 개방형유공보의 유공주위 응력변형상태, 파괴메카니즘, 적절한 개방형 유공크기,설계시 고려사항을 제시하여 차후의 개방형 유공보의 계속적인 연구에 기여하고자 한다.

최근 해안환경하에 있는 콘크리트구조물의 철근부식은 구조물의 내구성 저하 및 유지관리라는 차원에서 커다란 문제점을 가지고 있다. 이와 같은 현상은 해양구조물의 건설이 날로 증가하고 있고, 또 콘크리트 제조시 잔골재의 일부를 염분이 함유된 해사를 사용함으로써 더욱 심각해지고 있다. 본 연구에서는 콘크리트 표면으로부터 침투해 들어오는 침입염분의 거동을 모델화하였으며, 콘크리트 세공속의 수용액상에 있은 염화물이온의 확산을 포함하는 물리 화학적 진행, 시멘트 수화물에 고정되는 염분의 흡착과 탈착 및 고정염과의 화학반응 등의 현상을 유한요소법에 의해 해석을 실시하였다. 본 연구의 결과는 콘크리트 내부의 철근 발청시기의 예측, 해안환경하에 있는 콘크리트 구조물의 침투 염분에 의한 콘크리트 덮개의 결정, 콘크리트 구조물의 염화물이온의 허용치 설정을 비롯하여 내구년수를 예측하는데 유용하게 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

최근들어 구조물의 노후화와 차량하중 등의 증가로 구조물의 손상이 커지고 있으며 보강의 필요성이 절실히 대두되고 있다. 강판보강공법은 강성의 확실한 증가와 내구성 등으로 인하여 그 동안 폭넓게 사용되어 오고 있으나 효율적 보강을 위한 공법과 이론이 아직까지도 정립되지 않은 상태이다. 따라서 본 연구의 목적은 그 동안의 실험결과를 중심으로 보강도니 철근콘크리트보의 파괴기구와 박리거동을 분석하고 이로부터 합리적인 박리하중 산정이론을 제한하는데 그 목적을 두고 있다. 보강된 강판의 길이와 두께 등의 영향을 고찰하고,기존의 이론을 분석하여 기존이론의 불합리한 점을 밝혔으며, 이들을 보완한 수정이론을 제시하엿다. Roberts의 이론은 강판의 두께가 증가함에 따라 오히려 박리하중이 약간 증가하고 있어 실제적인 실험거동과 차이가 나고 있다. 본 연구의 제안식은 실제 거동을 합리적으로 표현하고 있으며, 앞으로 보강설계에 유용한 자료가 될 것으로 기대되고 있다.

본 논문의 목적은 내진상세를 가진 철근콘크리트 골조의 비탄성 거동 예측에서 현재 사용되고 있는 해석적 방법이 가지는 신뢰성을 검토하고 실험에서 실측할 수 없었던 내부 힘의 분포 및 변화과정을 관찰하는 것이다. 이를 위하여 이미 실험이 수행된 2경간 2층 내진상세 모멘트-저항 철근콘크리트 평면골조(1)를 대상으로 ICARC 2D 프로그램(3)을 사용하여비탄성해석을 수행하였다. 해석결과가 실험결과에 최대한 일치하도록 관련 모델 변수들을 조절하였다. 이러한 해석결과가 실험결과와 어느 정도 일치하는 지 비교하였으며, 해석결과 얻어진 내부 힘의 발전과정을 관찰한결과 다음과 같은 결론에 도달하였다. (1)전체 횡력-횡변위 관계는 실험결과에 매우 유사하게 해석결과를 얻을 수 있다. (2)구조물의 힘의 분포 및 재분재 과정에 관련하여 해석은 구체적인 정보를 제사하였으며 실험결과 나타난 균열 및 변형결과와 대체로 일치한 소성힌지 발생과 파괴메카니즘을 나타내어 그 유용성을 입증하고 있다. (3)해석결과가 대체로 실험결가아 일치하나 국부거동과 관련하여 일부분 실제거동과 상당한 차이를 나타내어, 보다 정확한 모델을 개발할 필요성을 느낀다.