본 연구에서는 SD500 고강도 철근에 적합한 강관 스플라이스 슬리브를 개발한 후에 실물크기의 20개 실험체를 제작하여 가력실험을 실시하였다. 그리고 강도를 비롯한 구조성능을 철근의 정착길이, 슬리브의 타입, 철근의 규격과 같은 실험변수에 따른 영향을 분석하고, 국내기준을 비롯한 주요기준에 따라서 비교, 평가하였다. 실험 결과는 SD500 고강도 철근용으로 개발된 강관 스플라이스 슬리브 철근이음은 주요기준에서 요구하는 구조성능을 가지고 있는 것으로 확인되었고 SD500 고강도 철근용 슬리브 철근이음에 대한 구조설계 기준 확립을 위한 기술적 자료를 제시하였다.

편심 하중을 받는 철근 콘크리트 기둥에서 띠철근과 콘크리트 강도의 영향을 파악하기 위하여 콘크리트 압축강도, 띠철근 배근간격 및 형상, 편심비를 주요 변수로 하여 단면 200mm×200mm의 시험체 24개를 실험하였다. 이러한 연구를 통하여 콘크리트 기둥은 편심거리비, 띠철근 배근간격, 띠철근 배근형태 등에 관계없이 콘크리트 강도가 증가할수록 취성적으로 거동하였고, 편심거리비가 증가할수록 띠철근 배근에 의한 연성 증가 효과는 감소함을 알 수 있었다. 띠철근 배근간격이 100mm에서 30mm로 줄어들 경우, 최대 내력은 10～20% 증가하였으며, 최대 내력 이후에도 보다 연성적으로 거동하였다. 그러므로 고강도 콘크리트 기둥에서 적당한 연성과 강도를 확보하기 위해서는 일반강도 콘크리트에 비하여 더 많은 띠철근 체적비와 밀실한 띠철근 배근이 필요하였으며, 띠철근 배근 간격만을 제한하는 현재의 대한건축학회 내진 기준은 고강도 콘크리트 사용 시 띠철근의 배근 효과와 부재 연성 확보 측면에서 불안전하였으며, 띠철근을 콘크리트 강도와 연계하는 새로운 내진 기준이 필요한 것으로 나타났다.

고강도 콘크리트(HSC)는 화재 시 폭렬현상과 함께 부재가 취성적인 거동을 하게 되는 단점을 지니고 있다. 폭렬현상은 화재 시 100℃이상에서 부재내부의 수분 증발로 인하여 발생한 수증기가 수밀한 콘크리트에 갇혀 발생한다. 따라서 콘크리트 강도가 증가 할수록 수밀성이 높아져 폭렬의 정도가 심해진다. 콘크리트의 폭렬을 제어할 수 있는 방안으로는 폴리프로필렌 섬유(PP섬유)를 혼입하는 방법이 가장 효율적인 것으로 보고 되었다. 본 연구에서는 콘크리트 강도와 PP섬유 함유량을 변수로 하는 기둥 실험체에 대한 내화실험과 잔존강도실험을 수행하여 폭렬현상을 관찰하고 잔존강도를 측정하였다. 그 결과 콘크리트 강도가 60MPa에서 85MPa로 증가할 때 기둥 실험체의 잔존 축 강도는 10%증가하였다. 또한, PP섬유 함유량이 0%에서 0.2%까지 증가 할수록 잔존 축강도비는 68%에서 85%까지 증가하였으나, PP섬유 함유량이 0.2%이상에서는 잔존강도의 증가가 거의 나타나지 않았다.

고온에 노출된 고강도 콘크리트의 폭렬저감대책으로서 폴리프로필렌 섬유를 콘크리트에 혼입함으로써 취성적 파괴를 방지할 수 있는 것으로 보고 되었다. 그러나 초고강도 콘크리트 배합시 다량으로 혼입되는 PP섬유는 시공성을 저하시키는 원인이 된다. 또한 초고강도 콘크리트의 강도발현을 위하여 필수적으로 사용되는 실리카흄은 콘크리트의 수밀성을 높여 폭렬현상이 더욱 심하게 발생할 것으로 판단된다. 본 연구에서는 고강도 콘크리트에서 실리카흄이 폭렬에 미치는 영향과 초고강도 콘크리트의 시공성을 확보하기 위하여 PP섬유를 대신하여 PP분말 및 PVA의 내화성능을 실험을 통하여 관찰함으로써 초고강도 콘크리트의 내화성능확보를 위한 기초 자료를 제시하였다.

고강도 콘크리트는 구조적인 장점에도 불구하고 화재 시 폭렬과 함께 취성적인 파괴를 나타내는 단점으로 인하여 내화설계 시 주의하여 사용하여야 한다. 고강도 콘크리트의 폭렬제어를 위하여 폴리프로필렌 섬유(PP섬유)의 혼입이 가장 효율적인 것으로 여러 연구결과를 통하여 보고 되었으나, 이들은 대부분 콘크리트 공시체를 대상으로 한 내화실험의 결과로서 최적의 PP섬유 혼입량에 대한 부재수준의 연구는 매우 부족한 실정이다. 본 연구에서는 고강도 콘크리트 기둥의 내화설계를 위한 최적의 PP섬유 혼입량을 제시하기 위하여 콘크리트 강도와 PP섬유의 혼입량을 변수로 하는 기둥부재의 내화실험 및 잔존강도 실험을 수행하였으며, 실험결과 콘크리트 강도가 증가 할수록 기둥 실험체의 잔존 축강도비는 증가하였으며, PP섬유 혼입량을 0%에서 0.2%까지 증가 시킬수록 기둥의 잔존 축강도비가 증가하는 것으로 나타났다. 따라서 최적의 PP섬유 혼입량으로서 0.2%가 적절할 것으로 판단된다.

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.