섬유복합재료(Fiber Reinforced Polymer, FRP)는 경량성, 높은 설계기준강도, 비전기 비자성 및 내부식성의 특징 등으로 인하여 최근 건설분야에서 많은 연구가 진행되고 있다. 그 중 GFRP(Glass Fiber Reinforced Polymer)는 가격 경쟁성에서 우수하여 일반적으로 많이 사용되고 있다. 그러나 GFRP는 상대적으로 낮은 탄성계수를 가지고 있어 처짐이 과대하게 발생함으로 구조부재 단면으로서 활용되기 위해서는 단면이 커야하며, 설계시 사용하중에 의한 처짐 제한에 대한 검토를 실시해야 한다. 이에 본 연구에서는 언급된 기술적인 문제점을 해결하기 위하여 대형 단면의 적용이 가능하도록 모듈형식의 단면을 제안하였다. 그리고 FRP의 낮은 강성을 확보하군 위하여 콘크리트를 충진하는 새로운 FRP+콘크리트 합성 거더 형상을 개발하였다. 개발된 FRP)콘크리트 합성 거더의 전단지간비와 콘크리트 충진 여부에 따른 전단강도 및 처짐, 중립축 변화를 확인하고자 전단실험을 실시하였다.

최근 콘크리트 균열선단에서 균열의 발생을 억제하거나 균열 발생시 균열폭을 제어하고 일정부분 하중저항 능력을 향상시킬 목적으로 다양한 형태의 강섬유(Steel Fiber)를 혼입하는 방법이 개발되어 사용되고 있다. 강섬유 보강 철근콘크리트보(SFRC; Steel Fiber Reinforced Concrete)의 복잡한 파괴역학적 성질에 의한 불확실성 통이 내재되어 있다. 본 연구에서는 SFRC보의 불확식성을 고려하는 신뢰성 해석을 수행하였다. 이를 위해 강도 한계상태모형을 제시하였고, 한계상태함수에 포함된 각종 확률변수들에 대한 통계적 특정값을 국내외 관련 문헌을 근거하여 수집, 제시하였다. 향후 추가적인 관련정보가 수집되면 보다 개선된 통계적 특성값을 제공 할 수 있도록 Blayseian Updating 기법을 사용하여 실험결과로부터 불확실성을 개선하는 과정을 제시하였다. 뿐만 아니라 피로신뢰성의 해석을 위해 피로파괴확률식을 제안하고 필요한 통계적 특성 값을 제시하였다.

한국에서는 서울-부산간 고속철도건설이 5년전 시험구간의 시공을 시작으로 본격적인 고속철도건설이 진행중에 있다. 본 연구에서는, 고속철도교량의 전산화 유지관리를 위한 신뢰성에 기초한 건전성 평가모델을 개발하는데 중점을 두고 있다. 신뢰성 해석을 위한 PC철도교의 강도한계상태모형은 휨 또는 전단강도와 같이 단일 파괴모드뿐만아니라 휨, 전단 및 비틀림을 동시에 고려하는 조합상관식도 고려되었다. 실제적인 내하력 평가를 위해 체계신뢰성에 기초한 등가내하력 평가방법을 사용하였으며 이로부터 얻은 결과를 요소신뢰성과 재래적인 방법에 의한 결과와 비교하였다. 본 논문에서 제안한 모델은 실재하는 고속철도교량의 신뢰성에 기초한 실제적인 안전도 및 내하력평가를 위한 적절한 모델임을 알 수 있었다.

일반적으로 고내구성 재료로 알려져 있는 FRP 재료가 유해한 환경요소에 노출될 경우 가수분해와 같은 화학적 반응으로 인하여 재료적 열화와 재료의 성질이 감소될 수 있다. 따라서, FRP 재료를 건설 주부재로 사용하기 위해서는 사용 환경에 따른 역학적 특성을 정확하게 파악하는 것이 중요하다. 이에 본 연구에서는 화학약품에 의한 급성 또는 만성적인 극심한 변화들을 가상적인 시뮬레이션을 실시하고자 강산과 강알칼리화합물 용액에 FRP 부재를 일정기간 보관한 후 압축강도, 인장강도, 전단강도 그리고 휨강도 실험을 실시하여 화학약품의 종류 및 보관일수에 따른 강도 변화를 분석하였다. 결론적으로 본 연구를 통하여 FRP 부재의 우수한 내화학약품성을 확인할 수 있었다.

본 연구에서는 FBG 센서 및 PDA를 이용하여 새로운 안전관리 시스템인 무선 계측 시스템을 개발하기 위해 FBG 센서를 이용하여 광섬유 변위(FBG-LVDT) 센서, 광섬유 변형률(FBG-STRAIN) 센서, 광섬유 온도(FBG-TEMP) 센서 그리고 광섬유 가속도(FBG-ACC) 센서를 특별 제작하였다. 또한, 신호처리 시스템에는 적용된 FBG 센서들의 무선송신 시스템이 가능하도록 신호처리 시스템을 구성하였으며, PDA를 이용하여 원격 거리에서도 display가 가능할 수 있도록 프로그램을 개발하였다. 개발된 FBG 센서들과 무선계측 모니터링 시스템의 현장 적용성, 정확성 및 활용 가능성을 검증하고자 현장 교량에서 정적, 동적 재하시험을 실시하였다. 또한, FBG-LVDT 센서, FBG-ACC 센서에 의하여 측정된 동적 데이터들은 Meister의 진동등감각 곡선에 적용시킴으로서 교량의 진동에 대한 사용성 평가를 실시하였고 교량의 진동 사용성을 고려하여 진동 제한 기준을 제시하여 대상 교량의 진동 평가를 위한 방법을 마련하였다.