본 연구의 목적은 일정 축하중과 반복횡하중 하에서 탄소섬유시트와 비좌굴 가새로 보강된 보-기둥 시험체의 횡방향 거동 평가를 통하여 사용된 보강 방법의 구조적 성능을 검증하는 것이다. 세 개의 시험체를 비보강, 탄소섬유보강, 탄소섬유와 비좌굴 가새 보강 방법을 각각 적용하여 제작하였다. 변위에 따른 최대, 최소하중은 하중-변위 관계를 분석함으로써 평가되어지며, 하중과 강성의 관계는 비교구간의 유효강성 분석에 의해 평가된다. 실험의 수행 결과, 보강을 하지 않은 시험체에 비하여 보강을 적용한 시험체는 최대허용하중과 유효강성, 철근 항복 시 재하 횡하중, 변위연성비 등에서 상대적으로 우수한 성능을 보였다.

철근 콘크리트 부재에서 부착강도는 콘크리트와 보강근 사이에 중요한 요소 중 하나이다. 본 연구는 인발실험을 통해 AFRP 보강근의 부착강도에 대하여 실험하고, AFRP 보강근과 이형철근의 부착특성을 비교하여 나타내었다. 묻힘 길이와 보강근의 직경이 실험의 변수로 사용되었으며, 실험을 통해서 AFRP 보강근의 부착응력-미끌림 관계 및 파괴양상을 평가하였다. AFRP 보강근의 부착응력-미끌림 관계는 이형철근과 비슷한 양상을 보였으며, 보강근의 직경이 증가할수록 인발하중은 증가하나 부착응력은 비슷한 결과를 보였다. AFRP 보강근의 부착강도는 이형철근의 약 54%에 달하는 것으로 나타났다.

탄소섬유관으로 구속된 원형 무근콘크리트 부재는 콘크리트에 효과적인 횡구속을 제공하며, 섬유의 우수한 역학적 성질로 인하여 기존의 철근을 대체할 수 있는 우수한 합성부재이다. 본 논문에서는 탄소섬유관으로 구속된 원형 무근콘크리트 보에 관한 실험 및 해석연구를 실시하였다. 실험연구에서 시험체는 두께 1.5mm(3장), 2.0mm(4장), 2.5mm(5장) 및 3.0mm(6장)를 변수로 하여 실험을 실시하였다. 구속된 콘크리트의 압축강도를 예측하는 식을 이용하여 본 연구에서는 탄소섬유 관으로 구속된 원형 무근 콘크리트 보의 휨성능을 예측하는 실험식을 제안하였다.

본 연구에서는 반복 횡하중을 받는 콘크리트충전 탄소섬유튜브기둥의 휨성능 평가실험을 수행하였다. 시험체의 단면형상은 각형과 원형이며 탄소삼유튜브의 두께 및 와인딩각도(winding angle)를 실험변수로 채택하였다. 모든 시험체는 건물의 한 층 높이와 유사한 높이를 갖는 full scale 크기로 제작되었으며 3대의 가력기(actuator)를 동시에 가동시켜 축하중과 횡하중을 가력하였다. 실험결과를 분석하여 기둥의 휨강도, 변형능력 및 에너지소산능력을 평가하였으며, 횡하중에 대한 기둥의 연성거동 또한 평가되었다.

본 논문에서는 탄소섬유관으로 구속된 무근 콘크리트 원형 및 각형 기둥에 대한 축하중 및 횡하중 재하 실험을 수행하고, 실험결과를 바탕으로 하여 몬테카를로 해석을 이용한 신뢰성 해석을 수행함으로써 탄소섬유관으로 구속된 무근 콘크리트 원형 및 각형 기둥과 탄소섬유관으로 구속된 철근 콘크리트 원형 및 각형 기둥의 두 가지 경우에 대한 강도저감계수를 예측하였다. 해석 결과, 무근의 경우에는 강도저감계수가 0.7로 예측되었고, 철근이 삽입된 경우에는 강도저감계수가 0.85로 예측 되었다. 이러한 계수값은 원형과 각형인 경우 모두 같은 계수값을 보여주었다.

반복 횡하중을 받는 콘트리트 충진 탄소섬유 튜브 기둥의 휨거동을 분석하기 위하여 실험을 수행하였다. 콘크리트 충진 각형 탄소섬유 튜부 기둥의 휨거동에 영향을 미치는 탄소섬유의 와인딩 각도와 두께를 변수로 선택하여 거동을 평가하였다. 콘트리트 충진 탄소섬유 튜브 기둥의 휨거동 보다 정확하게 분석하기 위하여 설정된 두 변수를 동시에 고려하였다. 실험의 결과에서 얻어진 하중-변형 곡선을 이용하여 콘크리트 충진 각형 탄소섬유 튜브 기둥이 휨강도, 변형능력 및 에너지 소산능력을 조사하였다. 또한 기존 구조물과의 비교를 위하여 철근콘크리트 조적벽과 콘크리트를 충진한 각형 탄소섬유 튜브 기둥과의 연성 능력을 비교 평가하였다.

반복 횡하중을 받는 콘크리트 충진 탄소섬유 튜브 기둥의 휨 거동을 분석하기 위하여 여섯 개의 시험체에 대한 실험을 수행하였다. 콘크리트 충진 탄소섬유 튜브 기둥의 휨 거동에 영향을 미치는 탄소섬유의 와인딩 각도와 두께를 변수로 선택하여 거동을 평가하였다. 콘크리트 충진 탄소섬유 튜브 기둥의 휨 거동을 보다 정확하게 분석하기 위하여 설정된 두 변수를 동시에 고려하였다. 실험의 결과에서 얻어진 하중-변형 곡선을 이용하여 콘크리트 충진 탄소섬유 튜브 기둥의 휨강도, 변형능력 및 에너지 소산능력을 조사하였다. 또한 기존 구조물과의 비교를 위하여 철근콘크리트 조적벽과 콘크리트를 충진한 탄소섬유 튜브 기둥과의 연성 능력을 비교 평가하였다.

주상복합건물의 구조시스템은 휨변형에 의해 횡력에 저항하는 전단벽 구조와 전단변형에 의해 저항하는 라멘구조의 복합구조로 이루어져 있으며, 이 두 구조의 원활한 힘의 전달을 위하여 전이층에 주로 춤이 큰 보를 사용한다. 주상복합건물은 이러한 큰 질량과 강성을 갖는 전이층으로 인하여 유한요소법에 의한 해석 시 동적 해석을 수행하여야 하며, 일반적인 해석 절차로는 해결하기 어려운 많은 문제점을 야기한다. 일반적으로 주상복한건물의 해석시 전이층 바닥판은 강막을 적용하거나 판요소로 직접 입력하나 적절한 평가없이 사용되고 있다. 따라서 본 연구에서는 강막 적용에 따른 영향을 평가하여 올바른 해석 방법을 제시한다.

탄소섬유튜브는 기존의 콘크리트 기둥에 강도와 연성을 제공하여 길이방향 및 횡방향 철근을 대신할 수 있다. 본 연구에서는 탄소섬유튜브에 의해 구속된 각형 콘크리트의 축하중에 대한 실험 및 해석적 연구를 수행하였다. 탄소섬유튜브는 길이방향에 대하여 90^{\circ}\pm30^{\circ}, 90^{\circ}\pm45^{\circ}로 섬유의 방향을 조합하여 필라멘트 와인딩 방법으로 제작하였다. 10,000kN UTM을 이용하여 단조축하중을 재하하였다. 섬유의 방향, 튜브의 두께에 따른 횡구속된 콘크리트 기둥의 응력-변형률 관계를 고찰하였다. 탄소섬유튜브에 의해 횡구속된 콘크리트의 압축강도와 연성을 예측하기 위하여 제안된 실험식은 실험결과를 적절히 예측하는 것으로 나타났다.

상부 벽식, 하부 골조로 이루어진 주상복합 건물은 주어진 대지 내에 여러 기능을 수용하기 위한 건물의 구조로서 대도시에서는 광범위하게 사용되고 있다. 그러나 이러한 전이보 시스템은 구조시스템의 수직적 불연속성으로 인하여 많은 문제점을 가지고 있다. 본 연구에서는 현재 일반적으로 주상복합건물에 사용중인 춤이 깊은 전이보를 가진 구조시스템을 조사하고 아치 시스템으로 대체하기 위하여 기존의 전이보를 사용하였을 경우 발생하는 아치거동의 형태를 규정하고 이를 아치의 형태로 나타내어 전이보 시스템을 대체하였다. 전이보 시스템을 대체한 보다 효율적인 아치 시스템에 대한 여러 가지 고찰을 통해 아치 시스템의 적용성 여부를 판단하고, 이 시스템과 기존의 전이보 시스템을 중력방향 하중과 횡 방향 하중에 대하여 비교하였다. 전이보 시스템과 아치 시스템을 중력방향 하중과 횡 방향 하중에 대해 비교한 결과, 전이보 시스템이 가지고 있는 구조적인 문제점을 많이 감소시킬 수 있었다. 전이보 시스템을 대체할 아치 시스템은 아치 작용으로 인해 발생하는 전이보의 전단 거동에 대한 불확실성, 전이보 자체의 큰 강성으로 인하여 기둥 부분에 발생하는 추가 모멘트 벽 하단부에 발생하는 전단 응력 집중 현상 및 벽 하부 중앙과 전이보 중앙부의 비효율성 등과 같은 문제점을 감소시킬 수 있는 효율적인 시스템으로 판단된다.

본 연구의 목적은 지진에 의한 비보강 조적조의 거동을 평가하는 것이다. 효율적인 평가를 위하여 유사동적해석법을 사용하였다. 저층의 비보강 조적조에 대하여 지진하중에 의한 지반-구조물의 상호작용에 따른 영향을 평가하기 위하여 단단한 지반에 놓여진 구조물과 연약한 지반에 좋여진 구조물을 비교하였다. 그 결과 연약한 지반위에 놓인 구조물의 층 전단력과 밑면 전단력이 상대적으로 증가하는 것으로 나타났다. 또한 현재 사용되고 있는 내진기준에 주어진 약산식에 따라 해석을 수행할 경우 연약한 지반에 놓인 건물이 경우 전단력을 과소평가 할 수 있는 것으로 나타났다.

본 논문은 국내의 비보강 조적조에 대해 내진성능을 조사하기 위하여 재료측성 평가를 위한 실험연구를 수행하였다. 실험결과를 바탕으로 조적용 모르터의 압축강도식을 제안하였다. 또한 조적용 모르터의 배합비에 따른 조적조 프리즘의 압축강도 특성을 비교하였다. 조적조 프리즘의 압축강도로써 조적조의 탄성계수를 구할 수 있는 약산식을 제시하였으며, 약산식을 사인장 조적조 실험을 통하여 구한 전단탄성계수값과 비교하여 볼 때 타당성을 가지고 있다고 판단된다. 실험결과로써 나온 재료특성 값을 바탕으로 2층 조적조 다세대 주택에 대한 유사동적해석을 수행하였다. 해석결과로 얻은 전단응력과 전단파괴가 나타난 사인장 조적조의 허용전단응력은 유사한 것으로 확인되었다.

상부 벽체와 하부 골조로 구성되는 주상복합건물은 전이층에서 수직적인 강성과 강도의 불연속성을 갖는다. 이러한 복합구조는 전이층에서 춤이 큰 보에 의하여 하중이 전달되면 설계시 매우 중요하게 고려하여야 하는 사항이다. 그러나 이에 대한 연구가 충분히 이루어져 있지 않으며 실제 전이보의 설계시 춤을 매우 크게 하여 요구되는 강도보다 큰 안전율이 고려되고 있다. 본 연구에서는 전이층의 단순화모델을 이용하여 보의 높이 및 지지면의 길이에 따른 아치거동의 변화를 조사하였다. 유한요소법을 이용하여 구조물을 분석하고 두 변수를 포함하는 헌치부재를 이용하여 그 효과를 기존 시스템과 비교하였다. 중요 변수와 헌치의 기울기는 1:1의 비율에서 사장 효율이 좋은 것으로 나타났으며, 이러한 결과를 전이보를 대신하여 사용한 결과 중력방향의 상부 아치거동에 대하여 효과적으로 작용하는 것으로 나타났다. 또한 응력 집중부위에서의 응력 감소와 깊이 전이보의 높이감소에 효과적으로 작용하는 것으로 나타났다.

상부벽식 하부골조를 가진 복합구조물은 부족한 대지를 효율적으로 활용하기 위하여 건설되고 있다. 이러한 복합건물은 상부벽식-하부골조를 가지는 구조로써 일반적으로 전이보 또는 전이판으로 상하부를 연결하고 있다. 따라서 상하부 구조사이의 강성과 질량에 많은 차이가 발생하게 된다. 구보물의 고유주기는 지진하중과 밑면전단력을 결정하기 위한 중요한 변수이다. 그러나 현재 국내 규준에서 제안하는 고유주기 산정식은 이러한 건물에는 적용할 수 없다. 본 연구에서는 상부벽식-하부골조를 가진 복합구조물의 고유주기의 산정에 영향을 미치는 변수들 중 가장 큰 영향을 미치는 건물의 상하부 층수에 따른 변수만을 고려하여 고유주기산정식을 제안하였다. 하부는 2~5개 층을 가지고, 상부는 10~18개 층을 가지는 15~20층의 건물이면 정형적인 평면을 가지는 복합구조물로 한정하였다. 건물 내부의 채움벽에 대한 효과를 고려한 고유주기 제안식은 다음과 같다. 장변 방향 : T_{L}=(0.20H_{h}+0.05H_{i})/sqrt{B}-0.42 단변 방향 :T_{S}=(0.07H_{h}+0.12H_{i})/sqrt{B}-0.40

우리 나라의 주거 건물의 많은 부분을 차지하는 조적조 건물은 저층이므로 내진 설계에 대한 지침이 마련되어 있지 않다. 그러나 조적조 건물의 경우 저층이라 하더라도 구조특성상 수평하중에 대한 저항능력이 매우 약하므로 내진 설계에 대한 기준이 요구된다. 일반적으로 내진설계 시 동적 해석을 수행하면 많은 시간이 소모되므로 실무자들에게 등가정적해석법을 제시하여 내진설계 시 편의를 제공하고 있다. 그러나 저층 조적조 건물은 일반적인 건물과는 거동 특성이 다르므로 저층 조적조 건물에 적용할 수 있는 해석법을 제시하고자 한다. 본 논문에서는 개구부의 비율에 따른 조적벽의 연성도, 강도 및 고유주기를 구하여 반응수정계수와 고유주기를 비교하여 우리 나라의 조적조 건물에 적합한 반응수정계수와 고유주기 산정식을 제안하였다.

최근 국내에서 많이 건설되어지고 있는 주상복합 건축물은 하부의 골조형식과 상부의 벽식 구조가 결합된 구조형식을 가지고 있다 따라서 지진 발생시 동일한 형식을 가진 건축물과는 상이하고 복잡한 반응을 보이게 된다 이러한 건축물의 등가정적 해석시 국내 규준에서는 기타구조물로 분류하여 3.5 의 반응수정계수를 적용하고 있다 그러나 이 계수는 검증되어지지 않는 상태로 사용되어지고 있으므로 상당한 위험성을 내포하고 있다 본 연구에서는 단순화한 주상복합 건물의 해석 및 실제의 건물에 대한 3차원 비선형 해석을 통하여 반응수정계수를 유도하였다 유도된 반응수정계수는 ATC 기준과 우리나라 기준의 차이를 고려한 보정을 수행하였다.