사회적 생활환경이 향상되고 안정됨에 따라 도시지역의 건설시장이 포화되고 있다. 신축 보다는 기존건물의 리모델링 혹은 유지관리를 통해 사용수명을 연장시키는 방안에 대한 연구가 활발하다. 국내의 경우에도 노후 구조물 등을 중심으로 이러한 논의가 활발히 이루어지고 있으며, 리모델링의 사회적 중요성은 점점 증가되고 있다. 노후 구조물의 리모델링 공사의 경우 구조도면 및 구조계산서 등이 없는 경우가 대부분이며, 개보수 및 구조변경 등 여러 가지 위해요인으로 인해 구조안정성에 대한 불확실한 요소를 내포한 상태에서 공사가 진행되고 있는 현실이다. 특히 슬래브의 경우 이러한 불확실한 상황을 반영하듯이 리모델링 공사과정 중 부적절한 하중이 작용하여 구조물이 파괴되는 경우가 종종 보고되고 있는 현실이다. 따라서 본 연구에서는 이러한 제약적인 환경 속에서 좀 더 정확한 구조해석을 실시하고자 유한요소법을 사용하여 설계하중 하에서 유한요소의 종류 및 배근의 유무에 따른 슬래브의 해석결과를 비교분석 하였다. 또한, 해석결과를 실제 리모델링 시공현장에 적용하여 해체잔재 및 해체장비 운용, 또한 동바리 보강에 따른 슬래브의 구조안정성을 평가하였다.

철근콘크리트 지붕 슬래브에 작용하는 온도변화는 여름에는 부재를 팽창시키고 겨울에는 수축시키기 때문에 콘크리트의 응력변화를 야기시키며 이와 같은 거동은 년단위로 반복되어 사용성과 극한상태 모두에 대해서 부재의 구조성능에 영향을 미친다. 본 논문에서는 최근 20년 동안 한국의 기상변화를 분석하여 온도변화의 패턴을 계산하였으며 또한 이와 같이 장기적으로 반복되는 온도변화에 대한 영향을 실험적으로 연구하였다. 6개의 동일한 형태를 가진 철근콘크리트 슬래브를 제작하고 가력주기와 손상유무를 주 변수로 실험을 실시하였다. 실험으로부터, 1년, 10년 20년 동안의 가력기간 변화에 따른 슬래브의 강성변화에서, 여름의 경우에는 10년에서 1년 일 때의 강성과 비교하여 약 30% 정도 감소되고 겨울의 경우에는 30년 이후부터 약 31%(1년과 비교) 저하되는 것으로 나타났다. 또한 이들 손상된 RC슬래브에 대한 파괴실험을 통하여 슬래브 부재의 보유성능을 평가한 결과, 외기에 노출된 기간의 변화에 따른 슬래브 부재의 초기강성 및 최대내력의 변화는 크지 않은 것으로 나타났다. 단, 20년 이상의 반복온도하중을 받은 경우에는 항복내력이 낮아지는 경향을 보이는 것으로 나타났다.

본 연구는 지하주차장 건물의 바닥구조를 구성하기 위한 방안으로서 프리스트레스를 도입한 일방향 장선구조인 MRS공법을 제안하고, MRS공법의 연속단 접합부에 대한 구조실험을 수행함으로써 휨거동 특성과 접합상세의 적정성을 평가하였다. 연속단 접합부는 4개의 실험체를 제작하였으며, 연속단 접합부에 부모멘트가 작용하도록 실험을 수행하였다. 실물크기로 제작한 MRS 연속단 접합부는 접합부의 구조상세와 상관없이 충분한 휨강성의 발현과 함께 연성적인 휨파괴 거동을 보여주었다. 특히 지붕층에 위치한 MRS 연속단 접합부는 큰 값의 부모멘트를 저항하기 위한 인장철근의 양을 최대철근비 이하로 설계할 수 있으며, 최종파괴 모드는 휨에 의해 지배되는 거동특성을 보여주었다. 따라서 제안된 MRS공법은 우수한 지압성능과 연속단 구축이 용이한 접합부 상세를 갖는 것으로 평가되었다.

본 연구에서는 RC 중공슬래브 교량의 내하력을 향상시키기 위해 외부 프리스트레싱을 이용한 보강방법을 제시하였다. 효과적인 보강을 위해 Queen-post 형식과 King-post 형식이 고려되었으며, 축차무제약 최소화 기법(SUMT)를 이용하여 목표 내하율을 달성하기 위한 최적의 형상과 긴장력을 구하였다. 최적보강을 위한 목적함수는 재료비용을 무차원화한 비용함수로 구성하였으며, 제약조건은 시방서 규정과 내하율을 고려하여 형성하였다. RC 중공슬래브 교량의 보강을 실행한 후 그 결과를 분석하여 제안된 방법의 타당성을 제시하였다.

하프PC 슬래브는 시공중에 슬래브 판에 균열이 발생하기 쉽고 이러한 균열들을 보수보강 하지 않은 상태에서 덧침콘크리트를 타설할 경우 합성슬래브의 내력에 영향을 미칠 것으로 사료된다. 하지만 하프PC 슬래브에 발생한 균열이 합성슬래브의 구조성능에 미치는 영향에 관한 연구는 아직까지 없는 실정이다. 따라서 본 연구에서는 하프PC 슬래브에 발생한 균열이 합성 슬래브의 내력에 미치는 영향을 조사하기 위하여 덧침콘크리트를 타설하기 전에 하프PC 슬래브에 균열을 발생시킨 시험체와 균열이 없는 합성슬래브 시험체를 제작하여 슬래브의 휨 성능을 검토하였다.

본 연구에서 검토된 슬래브는 트러스 철근이 설치된 하프 프리캐스트 콘크리트(PC) 슬래브로서, 이러한 슬래브의 내력평가에 대한 몇몇 연구결과가 소개되었다. 하지만 합성슬래브의 내력평가에 대한 연구가 대부분이고 하프PC슬래브의 내력평가에 대한 연구는 적으며 특히, 트러스 높이에 따른 슬래브의 구조성능에 관한 연구는 매우 부족한 실정이다. 따라서 본 연구에서는, 트러스 철근이 설치된 하프PC슬래브의 구조성능을 검토하기 위하여 트러스 철근의 높이가 다른 세 종류의 슬래브를 제작하여 휨 실험을 실시하였다.

최근 구조물이 노후화되면서 기존 구조물과 시공품질을 관리하는 비파괴검사 평가의 요구가 증가되고 있다. 콘크리트 구조물의 압축강도 추정의 중요성이 건설업계에서 또한 점차적으로 증대되고 있는 실정이고, 시공관리와 품질관리에 있어서 중요한 요소이다. 본 연구는 콘크리트의 압축강도를 비교하기 위한 비파괴 검사법 중 슈미트해머 시험과 충격반향기법을 이용하여 수행되었다. 콘크리트 압축강도와 슈미트해머에 의한 반발경도 값과 충격반향기법 실험결과와의 관계를 알아내는데 초점을 두었으며, 콘크리트의 압축강도와 반발경도 값은 밀접한 관계가 있음을 알 수 있었다.

본 논문은 콘크리트 슬래브교량의 반복적인 설계과정을 신속히 처리함과 동시에 모든 성과물을 작성함에 있어 웹을 기반으로 한 설계자동화 시스템 개발을 위한 것이다. 웹 기반 구조도면 처리기법은 웹기반 설계자 동화시스템 핵심 기술 중 하나이다. Active Server pages(ASP)는 설계 요소를 유용하게 활용하며 이를 데이터베이스에 저장하게 된다. eXtensible Markup Language(XML)과 XML기반 벡터그래픽은 구조 도면을 웹 화면으로 효과적으로 신속히 구현할 수 있다. 본 논문에서는 XML과 Scalable Vector Graphics(SVG)를 활용하여 웹 화면에 구조도면 및 설계 성과품을 작성하였다. 구조도면 작성 시 핵심 도면작성 요소기술로서 개발된 XML Data Island는 웹 기반 구조도면 작성 시 매우 효과적임을 증명하였다.

기 시행된 관련 보고서에 의하면 외관 상태에 대한 육안 점검은 구조적 안전성 평가를 위해 대단히 중요한 부분이다. 본 연구는 개별 손상유형의 분리 평가에 의한 콘크리트 바닥판에 대하여 개선된 상태평가 방법을 제안한다. 먼저, 한데 묶여서 다루어졌던 여러 유형의 손상들을 분리하고, 다음으로 현행 지침을 토대로 가중점수를 부여하였다. 그 밖의 전반적인 과정은 혼란을 피하기 위하여 가능한 한 그대로 유지하였다. 제안된 방법을 4개의 교량에 대해 기 수행된 진단프로젝트에 적용, 시험 결과는 본 방법이 실무에서 드러난 현행 지침의 논점을 보완할 수 있다는 점에서 합리성과 적용성을 보여준다. 상세 분할 및 가중평가에 근거한 합리적인 시스템 평가와 함께 과도 손상 부재의 특별 관리로 이원화함으로써 보수·보강에 대한 적정성과 경제성을 부여하고 안전성을 확보할 수 있다. 본 연구의 이원화된 평가방법은 가치공학의 적용 영역을 유지관리 단계로 확장한다.

교량의 노후화와 교통량의 증가로 성능개선이 요구되어 질 경우, 경제적인 측면에서 신축 보다는 보수·보강을 통한 성능개선이 보다 바람직한 유지관리이다. 많은 보강공법중 시공방법의 편리와 빠른 시공기간으로 교량의 성능향상을 위해 FRP 재료를 이용한 표면부착공법이 많이 이용되고 있다. 특히, FRP 재료는 철근보다 경량이고 인장강도는 약 10배정도 우수한 재료이다. 이를 이용한 보강성능을 평가하기 위하여 CFRP 쉬트와 GSP를 이용하여 실험을 수행하였다.

연구는 교량의 경제성 평가를 통해 교량 가설시 유용한 정보를 제공하기 위해, RC Slab교를 대상으로 유지관리수준에 따른 교량의 LCC를 예측하여 절감비용을 예측하고자 하였다. 본 연구의 수행 결과를 정리하면 다음과 같다. (1) 사례교량 LCC 분석 모델을 제안하였다. (2) 교량의 유지관리수준을 현행과 필요로 구분하고, 분석기간은 80년, 실질할인율은 4.5%로 가정하여 사례대상 교량에 대한 유지관리수준별 LCC를 예측하였다. (3) 사례교량의 LCC 예측결과를 통하여 절감비용을 예측하고 경제적인 절감효과를 파악하였다.

풍하중 및 지진하중등 횡하중이 작용하는 무량판 슬래브는 전단파괴와 같은 취성파괴를 지연시키기 위해서 충분한 전단강도와 연성능력을 보유하여야 한다. 본 연구에서는 반복 횡하중을 받는 무량판 슬래브의 전단강도와 변형성능을 고찰하기 위하여, 무보강 및 전단 보강된 총 4개의 내부기둥-슬래브 접합부를 실험하였다. 실험결과, 전단보강 슬래브의 이방향 전단강도는 무보강 슬래브보다 최대 1.5배까지 증가시켜 적용하는 콘크리트구조설계기준(KCI)과 ACI 318-02 기준은 중력하중만이 작용하는 경우에는 적절하나 조합하중 특히 횡하중의 영향이 클 경우에는 매우 불안전측 이었다. 한편, 변형성능 측면에서 슬래브-기둥 접합부의 1.5% 횡변위 성능을 확보하기 위하여 이방향 전단강도에 대한 중력하중비를 40%이하로 제한한 ACI-ASCE 352 위원회의 권고는 안전측인 것으로 나타났다.

본 연구에서 내부 공간을 확장시키기 위한 평면확장형 공동주택 리모델링에 있어서 기존 슬래브와 신규 슬래브 접합부의 횡방향 하중 전달 성능을 평가하기 위한 실험을 수행하였다. 슬래브의 접합연결재로 후 매립 Dowel 철근을 사용하였다. 기존 슬래브는 철거 예정인 기존 아파트로부터 채취하였으며, 휨성능을 향상시키기 위하여 탄소판(CFRP)으로 보강하였다. 실험결과로부터 후 매립 Dowel 철근으로 접합된 접합부 실험체가 최종파괴 시까지 완전합성거동을 하는 것을 확인하였으며, 충분한 극한성능 및 사용성능을 확보하고 있음을 알 수 있었다.

연구는 플랫 플레이트 구조에서 직사각형 외부기둥-슬래브 접합부의 뚫림전단강도에 관한 실험결과에 관하여 다룬다. 직사각형 기둥의 형상비 증가에 따른 뚫림전단거동을 평가하기 위해 위험단면의 길이를 일정한 값이 되도록 기둥 단면크기를 산정하고 총 8개의 실험체를 계획하였다. 두 수준의 콘크리트 압축강도(f'c=24, 40MPa)에 대하여 기둥단면의 형상비(βc=C1

본 논문에서는 복합재료로 만들어진 단순지지된 샌드위치 슬래브 교량의 설계 방법을 제시하고자 한다. 거더나 가로보를 포함한 대부분의 교량시스템에서 교량 상판은 특별직교이방성판으로 거동한다. 이러한 단면을 갖는 시스템은 Navier 해법이나 Levy 해법 형태와는 다른 경계조건 또는 불규칙한 단면을 갖게 되어 해석적 해법을 얻기가 쉽지 않다. 이러한 문제를 해석하기 위하여 유한차분법이 이용되었다. 복합재료로 이루어진 교량을 설계하기위하여, 단면은 가장 경제적이면서 응력에 유리한 폼코어 형태를 채택하였고, 응력을 산출함에 있어서는 유한차분법 프로그램을 이용하였다. 복합신소재 특수기술자의 실험을 기초로 질량이 증가에 따른 파이버의 인장강도 감소를 나타내는 공식을 도출하였다. 이 공식으로부터 치수 증가에 따른 인장강도 감소량을 구 할 수 있다. 파괴강도는 Tasi-Wu의 파괴강도이론을 이용하였다. 파괴강도해석은 본 논문에서 제시하고 있는 인장강도의 감소를 고려하여 제시하였다.

본 연구에서는 거주형 무량판 구조의 뚫림 전단을 방지하기 위한 연속 절곡된 전단 보강근을 개발하였다. 이를 적용한 슬래브-기둥 접합부에 있어 개발 전단 보강근의 뚫림 전단 성능을 평가하기 위하여, 구조 성능 실험을 수행하였다. 실험 변수는 전단보강근이 없는 경우, 개발 전단보강근을 사용한 경우, 헤드 스터드를 사용한 경우이다. 수평하중에 대한 저항성능을 평가하기 위하여 일정축력하에서의 이력 하중 실험을 수행하였다. 실험결과는 전체 변위 및 접합부 강도 등으로 평가되었다. 이러한 결과로부터, 개발된 전단보강근이 층간변위비 거동에 있어 우수한 성능을 보유함을 확인할 수 있었다.

플랫 플레이트 구조에서 고강도 콘크리트를 사용함에 따라서 접합부의 전단강도와 같은 구조성능을 향상 시켜서 플랫 플레이트 구조의 단점을 보완하여 장점을 극대화시킬 수 있다고 판단된다. 이에 본 논문에서는 70MPa급 고강도 콘크리트를 사용한 플랫 플레이트 구조의 기둥․슬래브 접합부 실험체를 제작한 후에 수직하중과 수평하중의 조합하중을 가력하여 플랫 플레이트 구조의 기둥․슬래브 접합부에 대한 전단강도를 비롯한 주요한 구조성능을 평가하고자 한다. 본 연구에서의 실험변수는 슬래브의 철근비와 슬래브에 작용하는 수직하중의 비율로 하였다.