In this study, the long-term performance of FRP Hybrid Bar made by hybridizing FRP (Fiber Reinforced Polymer) with ordinary reinforcing steel bars was experimentally examined as a part of the development of alternative materials for RC (reinforced concrete) structures especially located in marine or harbor areas. In order to evaluate the field exposure of the FRP Hybrid Bar, the specimen was prepared and the corrosion behavior was evaluated by letting the specimen exposed to the field conditions in the west coast of South Korea. The purpose of this study is to provide important data as a material countermeasure to reduce corrosion of reinforcing steel in future marine port concrete structures based on the results obtained through this study.

In this study, performance based seismic design was performed on the shear wall structural system and the beam-column system as a variable general rebar and seismic rebar, and comparing the capacity of the two models of each system. From nonlinear analyses, the capacity of the shear wall structural system applying seismic rebar has shown a stable behavior after the maximum strength, but there is little difference. Furthermore, both models showed similar capacity between story drift and story shear force and capacity of members. These results are attributed to the fact that the seismic rebar, which is highly ductile under the seismic load applied to the target structure, does not render sufficient capacity.

In this study, nonlinear finite element analysis based on the Modified Compression Field Theory has been conducted to evaluate shear strength of RC walls with opening. On the analysis, reinforcement ratio within development length of rebars nearby the opening was reduced in the model in order to investigate the effect of opening on shear strength of RC shear walls. The nonlinear finite element analysis has been verified through comparison with the test result in literature. Through the verification, it was investigated that the analysis considering the development length of rebars well reflected the effect of an opening on shear strength of RC shear walls while current design provisions did not reasonably consider one.

Fiber-reinforced polymer (FRP) bars have advantages as a construction material, including corrosion resistance, lightweight and high tensile strength. However, FRP rebars have shortcomings, such as low elastic modulus comparing to the steel rebar. With these reasons, FRP bars have not been widely used to reinforced-concrete (RC) structures. To overcome these shortcomings, the steel-hybrid GFRP rebars were developed by the authors at Korea Institute of Civil Engineering and Building Technology (KICT). Mechanical properties of the developed steel-hybrid GFRP rebars were experimentally evaluated through this study. Both tensile and bonding tests were conducted and the mechanical performance was investigated as well as corrosion resistance. As a result of all tests, elastic modulus, tensile strength and boding strength of the steel-hybrid GFRP rebars were all improved in comparison with fully GFRP rebars.

최근에 각광받고 있는 3D BIM기반 철근 물량 산출 현황을 살펴보면 상용 BIM 도구들이 철근 모델링 기능을 제공하지만 그 기능을 이용해서 철근을 모델링하려고 하면 방대한 양의 모델링 시간이 소요가 되어 현재 실용적으로 사용할 수 있는 BIM 소프트웨어는 없다. 본 연구에서는 BIM 기반 설계 현업에서 실용적인 철근 물량 산출 프로세스를 정리 및 제시하고, 초기설계단계의 단면 정보가 없는 상태에서 기존의 2D방식에 비하여 보다 정확하게 기동, 보, 슬래브, 벽체의 철근 단면 정 보를 자동으로 배근해주는 프로그램인 Rebar Automatic Arrangement Program(이하 RAAP)을 개발하였다. 본 연구 결과는 건설프로젝트의 초기 설계단계에서 설계 진행상 구조 부재 단면 설계가 완료되지 않은 상태의 골조 물량 산출 시 적은 노력 으로 기존의 2D기반 방식보다 신뢰성을 향상시킨 물량을 산출할 수 있는 기술로 발전시키는데 의미가 있으며, 합리적인 초 기 설계단계의 물량 산출 프로그램을 구축할 수 있는 기초 연구로서 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

철근 공사에는 원청 건설사, 골조 전문건설사, 배근시공도 작성자, 철근 가공장, 감독/감리사, 구조설계자 등 다수의 업무 주체가 참여하고 있으나 이들간의 합리적인 협업이 이루어질 수 있는 업무 프로세스가 구축되어 있지 않아 비효율을 초래할 가능성이 높다. 특히 철근공사는 RC골조 품질에 결정적 영향을 주는 업무이지만 참여 주체간 원활한 협업 부재로 인하여 골조의 품질 저하, 생산성 감소, 공기 지연 등 많은 문제를 야기하고 있다. 그러므로 RC골조공사는 혁신이 매우 시급한 분야라 하겠다. 최근 BIM은 건설산업의 기술 환경 패러다임을 전환시키는 기술로 인식되고 확산되고 있다. 그런데 3차원 모델 상에서 방대한 양의 철근상세정보를 모델링하기 위해서는 많은 시간과 노력이 소요되고, 모델링 후에도 데이터량의 방대함으로 인하여 프로그램 성능이 원활하게 발현되지 않기에 BIM 기술의 확산에도 불구하고 배근 설계와 시공과 관련하여 BIM 기술이 활용되고 있지 않은 상황이다. 본 기술은 3차원 BIM 환경 하에서 골조상세정보 모델링과 배근상세설계, 정밀물량산출 및 공사관리까지를 지원하는 Rebar HUB를 개발하여 RC 골조 설계 및 공사 프로세스를 합리화할 수 있는 실용적 기술 개발을 목표로 하였다.

An automation of standardized rebar shop drawing is necessary for easy application by improving workability, prompt preparation to field change request and easy revisions of shop drawing. Through investigating problem of current rebar shop drawing, we found that standardization of reinforcing detail, standardization of rebar expression and automation of rebar shop drawing program for the sake of designer is needed. We will investigate disagreement of reinforcing detail between building code and how worker build structure for standardization of reinforcing detail, demands of companies participated in rebar process for standardization of rebar expression and proper algorithm with selectable level of inputting data for automation of rebar shop drawing program for the sake of designer.

Cost estimating is essential in decision-making for conducting project management on early design stage. The cost estimating method for each stage varies according to level of design detail. Therefore, in the cost estimating method for each stage, it must distinguish quantity items that can be directly measured from quantity items that should be predicted. The parametric estimating method is able to support cost planning for various design attributes as it is possible to set impact factors related to design features as parameters. This study suggests a prediction method for quantity information that is required to estimate the final cost during the early design stage. The case study suggests an predicting method for the steel (rebar) ratio of office buildings. The suggested parametric cost estimating model enables users to predict the steel (rebar) quantity for various design alternatives according to design features. During quantity predictions, IG(Information gain) measurements for the design attributes were analyzed, by setting the ratio of steel-rebar quantity(Ratio: ton/Concrete_㎥) as the dependent variable.

철근의 부식을 해결하기 위해 철근의 대체 재료로 적용 가능한 FRP에 대한 연구의 적용성이 대두되었다. 그러나 취성적인 성질과 탄성계수가 낮은 단점을 가지고 있어, FRP rebar로 보강된 휨 부재의 사용성 평가 즉 처짐에 대한 연구가 필요하다. 본 연구에서는 보강비를 변수로 한, CFRP rebar로 보강된 콘크리트 보의 휨 실험을 수행하였다. 실험 결과, CFRP rebar로 보강된 실험체는 보강비가 증가함에 따라 내력 및 강성이 증가하는 양상을 보였으며, 철근 실험체와 동일한 단면성능을 발휘하기 위해서는 약 1.3배의 보강비가 요구되는 것으로 나타났다. 또한 유효단면2차모멘트에 대한 기존 제안식의 비교 결과, Bischoff & Scanlon이 제안한 식이 가장 정밀해에 가까운 처짐을 예측하였다.

본 연구는 아라미드 섬유 보강 폴리머(Aramid Fiber Reinforced Polymers, 이하 AFRP)rebar로 보강된 콘크리트 깊은보의 전단강도를 평가하기 위하여 전단경간비, 보강비, 유효깊이, 주근을 변수로 총 8본의 시험체에 대한 전단 실험을 수행하였다. ACI 318-08의 스트럿-타이 모델(이하 STM)을 이용한 전단강도와 아치작용을 고려한 제안식에 의한 전단강도를 비교-평가하였으며, 그 결과 AFRP rebar로 보강한 경우, Steel rebar로 보강한 경우보다 전단강도가 증가하는 것으로 나타났다. 전단강도 산정에 있어 ACI 318-08 STM을 이용한 해석이 상대적으로 정확했으며, 실험결과를 토대로 스트럿의 크기효과를 고려한 유효압축강도 산정 모델을 제안하였다. 이를 본 실험에 적용시킨 결과 기존 기준 및 제안식을 이용한 전단강도 산정방법보다 합리적인 결과를 얻을 수 있었다.

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.

Corrosion of rebar causes a severe problem that causes extensive damage to various types of structures. While considerable research has been carried out on measuring the amount of corrosion and methods to slow the progress of corrosion, a qualitative measurement technique that can measure the amount of corrosion of reinforcing steel need to be developed. The purpose of this research is to develop a new tech-nique to measure the corrosion level of rebar using accumulated thermal data. Accumulated thermal data were gathered using infrared cam-era and digitized to distinguish the difference between various corrosion levels of rebar. The test results shows that the higher level of corro-sion displays the higher level of temperature.

콘크리트 구조물이 지진 등으로 손상을 입었을 때 그 내부 상태를 파악하는 일은 구조물의 안전성 판단에 필요한 중요 과정중 하나이다 손상도 파악에 사용되는 비파괴 검사 방법 중 레이더법은 현재 콘크리트 부재의 두께와 매립된 철근 및 공동 탐사에 적용되고 있다 레이더법은 다른 비파괴 검사 방법에서와 마찬가지로 측정된 신호의 처리와 해석에 따라 그 결과가 좌우된다 . 이논문에서는 상용 레이더 시스템에서 얻어지는 화상 데이트터를 개선하는 방법을 개발하여 철근이 매립된 콘크리트 시편에 적용하였다 실험에 사용된 기편의 크기는 1,000mm(길이)\times600mm (폭) \times140mm(두께) 이고 철근의 매립깊이는 표면으로부터 철근 중심까지 60mm 이다 레이더 실측 실험에서 철근의 수평배근 간격을 60 90, 120, 150 mm 로 변화시켜 간격탐사가능성을 시험하였다 결과적으로 상용 시스템에 비해 샹상된 판별효과를 나타냈으며 배근 간격이 90, 120, 150mm 인 시편에서 그 간격을 정확히 찾아내었다.

레이더법은 건축구조물에 대한 비파괴 검사의 대표적인 방법의 하나이다. 레이더법을 이용하는데 영향을 주는 요인들을 연구하고, 레이더로 측정된 결과들을 분석하기 위해서는 전자기파의 전파에 대한 수치적인 모델링을 통한 이론적인 접근이 필요하다. 콘크리트 시편에 전파되는 전자기파를 모델링 하기 위해 유한차분 시간영역법을 적용하고자 한다. 유한차분 시간영역법은 전자파 해석과 모델링을 통한 시뮬레이션에 매우 유용한 방법이다. 본 연구에서는 유한차분 시간영역법을 이용하여 두께가 다른 4개의 시편과 두께는 100로 동일하고 피복두께가 다른 3개의 시편을 3차원으로 모델링 하였다. 두께 측정 모델링 결과에서는 계산영역의 셀간격과 입사파의 파장/콘크리트 시편의 두께값이 모델링의 정확성에 미치는 영향을 알 수 있었다. 철근이 있는 시편의 모델링에서는 0.08%0.5%의 오차로 철근의 위치를 확인할 수 있었다.

본 연구는 철근 콘크리트 내 강제 부식된 철근의 단조가력(Monotonic loading) 부착성능을 파악하고, 추후 해석모델 검증을 위한 데이터를 확보하기 위한 것이다. 이를 위해 이전 연도에 진행된 연구(철근 콘크리트의 가속 부식 실험 방법 정립 및 부식 특성 분석)를 바탕으로 제작된 철근 콘크리트 부재의 부식이 진행되었다. 철근의 직경, 철근 부식도, 콘크리트 압축 강도가 실험 변수로 지정되었고, 선행 연구를 바탕으로 자체 제작한 인발 시험기를 활용하여 실험 변수에 따른 철근의 콘크리트 인발 거동을 실험하였다.

「시설물의 안전 및 유지관리에 관한 특별법」에 의거하여 정밀안전진단을 실시하는 시설물은 「시설물의 안전 및 유지관리 실시 세부지침」(이하 “세부지침”)에 의거 안정성 평가 및 손상에 대한 상태평가를 수행하고 있다. 그러나 철근노출이 발생하고 손상이 장기화 된 시설물의 철근부식을 고려한 안정성 검토가 미흡한 실정이다. 이에 따라, RC 구조물에 콘크리트 철근노출의 공용년수를 고려하여 구조안전성을 수행하고 상태등급을 산정하였다.

강재 기둥과 강섬유보강 콘크리트(SFRC) 기둥의 주근을 볼트 접합시키는 상세에서 접합면에 작용하는 축응력이 주근에 전달되는 메커니즘을 분석하기 위하여, 국부압축실험을 실시하였다. 국부실험체의 강섬유보강비는 1.0%를 적용하였으며, 실험체 변수는 기둥의 폭:높이비와 단면 가력조건 등이다. 국부압축 실험결과, 높이증가에 따른 평균 최대 축응력이 증가하는 것으로 나타났다.

철근콘크리트 구조물의 설계 시 구조물의 연성거동을 보장할 수 있도록 한다. 연성거동에 영향을 미치는 주요 인자 중 하나는 철근이다. 철근콘크리트에 사용되는 철근은 KS D 3504에 따라 제작되어지는데, 설계 시 사용되는 철근의 항 복강도는 KS D 3504에서 제시하는 기준 항복강도이다. 항복강도가 달라짐에 따라 구조물의 파괴거동 또한 달라질 수 있다. 본 연구에서는 기준 항복강도와 KS D 3504에서 허용하고 있는 허용 최대항복강도를 적용하였을 때의 구조물의 파괴거동 차이를 비교 및 분석하였다.

GFRP 보강근과 콘크리트의 부착성능은 접착력, 부착력 및 지압력으로 발휘되며 보강근의 표면처리 방식이나 외피형상에 따라 발휘되는 부착저항력의 종류와 크기는 다르다. GFRP 부착 해석모델에 대한 선행연구를 살펴보면 철근의 부착 해석모델을 일부 수정하여 발전시키거나 수치해석을 통한 매개변수의 수가 많은 복잡한 해석식을 제안하였다. 전자의 경우에는 규격화된 마디형상을 갖는 철근과 달리 구성재료, 배합방법, 제조방법에 따라 다양한 외피형상을 가지는 GFRP 보강근의 특성을 포괄적으로 제안하는 데는 제약이 있으며 후자의 경우에는 수치해석으로 인한 수학적 관계식으로 GFRP 보강근의 부착거동과의 역학적인 관계를 고려하기에는 어려움이 있다. 따라서 이 연구에서는 GFRP 보강근의 콘크리트와의 외피형상에 따라 달라지는 부착메커니즘을 반영한 부착 해석모델을 제안하고자 하였다. 제안한 부착 해석모델에 대한 적합성 검증을 위하여 타 연구자가 수행한 실험값과 비교하였으며 기존의 부착 해석모델인 BPE 부착 해석모델과 CMR 부착 해석모델과의 비교연구도 수행하였다. 비교결과 이 연구에서 제안한 부착 해석모델이 실제 거동에 가장 근사하게 평가하였다.