기존 보강에 대한 연구는 대부분 장방형 보에 대해 휨 보강에 대한 연성 및 내력 증대에 대하여 주로 연구가 되었다. 그리고 일반적으로 철근콘크리트 보-슬래브 구조에서는 시공의 특성상 보와 슬래브의 콘크리트가 동시에 부어넣기되기 때문에 경화 후 일체가 되어 인접한 슬래브는 보의 플랜지를 이루어 보의 강성을 높이고 압축응력을 지지하는 면적을 넓혀 주는 T형보단면을 갖지만 T형보의 휨 거동에 대해 유용한 자료는 부족한 실정이다. 본 연구는 철근콘크리트 T형보를 제작하여 보강재 종류와 위치별로 전단 보강을 실시하여 보강효과 및 구조적 특성을 파악하였으며 다음과 같은 결론을 얻었다. 각종 실험결과를 종합한바, 탄소섬유막대 보강은 콘크리트 내부에 매입되어 일체 거동함으로써 파괴시 거동 및 내력 및 강성 향상 면에서 가장 우수한 것으로 나타났다. 강판 보강은 강성 및 전단내력은 증대 되었으나 보강강도는 큰데 반해 콘크리트와 부착성 저하에 의해 낮은 보강효과를 보였다. 섬유시트 보강은 보강효과는 우수하나 파괴 시 부착성의 한계로 의해 계면박리가 나타나 이에 대한 대책이 필요할 것으로 사료된다.

본 연구는 PC 작은 보의 댑단부와 PC 큰 보의 레져에 대한 전단성능을 평가하기 위한 전단 구조성능 실험연구이다. 일반적으로 작은 보의 댑단부와 큰 보의 레져는 사용하중에 안전하도록 설계하고 있지만, 작은 보의 단부를 연속단으로 설계한다면 작은 보의 댑단부와 큰 보의 레져는 고정하중과 시공하중에만 안전하도록 설계할 수 있다. 이에 대한 구조성능을 평가하기 위하여 행거철근 정착방법, 설계하중, 레져보강근유무를 변수로 총 7개 실험체를 제작하여 전단실험을 실시하였다. 실험결과, 댑단부 및 레져가 <DL+CL>으로 설계되어도 작은 보의 연속성은 확보될 수 있는 것으로 나타났으며, 전단 임계단면은 지지점으로부터 유효높이(d)만큼 떨어진 위치에서 형성된 후 댑단부로 진전되었다. 그리고 PCI 핸드북에서 레져를 설계할 때 캔틸레버 슬래브와 같은 구조일 때로 해석하고 있는데, 본 공법에서의 레져는 3변 고정 슬래브와 같은 구조이므로 PCI 핸드북에서 정의하는 방법은 본 공법의 레져를 과대설계할 가능성이 있는 것으로 사료된다.

본 연구에서는 CFRP 표면부착 공법의 대안으로 최근에 관심을 끌고 있는 NSM(Near Surface Mounted)기법으로 전단 보강된 RC 부재의 전단강도를 평가하기 위한 실험과 해석을 수행하였다. 전단철근이 없는 7개의 실험체에 대해 4점 휨실험을 실시하였다. 실험변수로는 CFRP 스트립의 경사(45°, 90°)와 스트립의 간격(250mm, 200mm, 150mm, 100mm)이 고려되었다. 실험적 연구를 통해 NSM공법으로 전단 보강된 RC 부재의 전단강도와 파괴모드에 대한 각 실험변수의 영향을 평가하였다. 실험결과는 45° 경사로 스트립을 보강한 실험체들은 스트립의 파단으로 파괴된 반면, 수직으로 스트립을 보강한 실험체들은 스트립의 슬립으로 파괴됨을 보였다. 또한, 45° 경사 스트립이 수직 스트립보다 전단저항력 증가시킬뿐만 아니라 파괴시의 처짐을 크게 증가시키는 것으로 나타났다. 추가적으로 RBSN 해석은 NSM기법으로 전단 보강된 RC 부재의 균열형상 및 하중-처짐관계를 적절하게 예측하였다.

초고층 건물의 주된 횡력 저항 시스템으로 사용되는 커플링보는 면내방향에 대한 하중을 고려하여 설계하는 것이 일반적인 경우이다. 하지만 장경간 구조물 혹은 비정형 구조물에서는 커플링보에 면내방향의 축력, 전단력 그리고 휨모멘트와 더불어 면외방향의 비틀림 모멘트가 작용하게 된다. 커플링보 길이가 짧고 비틀림 모멘트 하중이 작을 경우에는 수평철근 및 스터럽의 배근에 의해 설계가 되는 경우도 있지만 그 값이 클 경우에는 사용성(균열) 부분을 위해서라도 정밀 구조 해석이 필요하게 된다. 이에 대해 슬래브 강성 효과를 고려하여 커플링보 설계를 하는 것은 반드시 필요하다. 따라서 이 연구에서는 슬래브 강성을 고려한 RC 커플링보의 비틀림과 전단력에 대한 거동 및 구조 성능을 규명하고자 하였다.

본 연구에서는 전단보강근 비율이 다양한 철근콘크리트 보에 대하여 가열시간을 각각 달리한 후 그 구조성능변화를 실험적으로 연구하였다. 또한 기존의 기준에서 적용하고 있는 부재의 내력산정방법에 대한 검증을 통하여 화재손상된 철근콘크리트 강도예측을 위한 자료를 제공하고자 한다. 이를 위하여 9개의 철근콘크리트 보를 제작하여 표준가열곡선에 따라 가열로에서 가열시험을 실시하고, 이들 손상된 보에 대한 파괴실험을 통하여 구조성능의 변화를 관찰하였다. 또한 부재와 동일한 피복을 가진 철근에 대하여 가열후 철근강도변화를 관찰하여 가열에 따른 철근의 물성변화를 파악하였다. ACI기준과 Eurocode 기준을 분석하고 실험결과와의 비교를 통하여 화재손상된 RC부재의 구조성능변화를 평가하였다. 연구결과, 1시간과 2시간 가열된 실험체가 무가열실험체들에 비하여 매우 취성적인 파괴양상을 보였고, 이러한 양상은 전단보강근비가 작아질수록 그리고 가열시간이 증가할 수록 심하게 나타났으며, 화재에 의한 재료손상의 정확한 예측이 가능할 경우, 부재의 구조성능변화는 충분히 평가가능한 것으로 나타났다.

철근콘크리트 보의 휨 및 전단파괴 예측을 위한 철근콘크리트 부재의 3차원 유한요소모델을 개발하였다. 다축구속응력 하에서의 콘크리트의 연성거동을 보다 정확히 예측하기 위해 변형률 공간에서의 콘크리트 파괴기준을 제시하였다. 3축하에서의 콘크리트 균열거동을 위해 균열발생 후 인장연화거동, 골재맞물림 및 다우얼효과를 고려한 균열면 전단전달특성을 고려토록 하였다. 휨 및 전단 파괴 양상을 갖는 보 시험체와의 비교 연구를 통하여 본 유한요소 모델은 저보강보의 연성 휨 파괴 뿐만 아니라 전단보강되지 않은 철근콘크리트 보의 취성 전단 파괴 양상을 갖는 부재의 거동 예측에도 유효한 것으로 판단되었다.

강섬유를 혼입한 콘크리트(Steel Fiber Reinforced Concrete, SFRC) 보는 강섬유의 우수한 인장강도로 인하여 일반 철근콘크리트 보에 비하여 높은 전단강도를 가진다. 이 연구에서는 강섬유 혼입율에 따른 SFRC 보의 전단거동을 규명하기 위하여 실험을 수행하였으며, 특히, 압축영역에서의 비균열 콘크리트 단면의 전단저항 분담율을 분석하였다. 또한, 이 연구의 실험결과 및 기존에 보고된 87개의 실험 데이터를 수집하여 SFRC보의 전단예측식들에 대한 정확도를 평가하였다. 강섬유의 혼입율이 증가할수록 전단강도는 증가하는 경향성을 나타내었다. 그러나, 강섬유 혼입율이 0.5%인 실험체는 사인장 균열 이후 갑작스럽게 파괴되었고, 강섬유의 혼입율이 2.0%인 실험체에서는 전단보강효율이 감소하는 것으로 관찰되어 최대 전단보강효율을 가질 수 있는 혼입율은 1~2% 사이에 있을 것으로 추정된다. 또한, 압축영역에서의 비균열 콘크리트 단면의 전단저항 분담율은 약 21% 이상으로 관찰되었으며, 이 연구에서 평가된 SFRC보의 전단강도에 대한 기존 제안식 중에서 오영훈 등이 제안한 식이 비교적 정확하게 전단강도를 예측하였다.

본 논문에서는 리모델링 공사에 있어 요구되는 노후화된 부재의 내력평가 및 보강설계를 위한 기본 자료를 구축하기 위하여 기존 공동주택의 해체공사시 채취한 철근콘크리트 보 부재에 대한 구조실험을 통하여 노후화된 부재의 내력특성을 분석하고자 한다. 이를 위하여 기존 재건축 아파트 현장에서 총 10개의 보 부재를 채취하고, 각각의 기하학적 특성에 따라 정적 휨 또는 전단내력 실험을 실시하였다. 본 실험결과에 의하면 모든 부재에서 계산치 이상의 실험 내력값을 얻을 수 있었으나, 콘크리트 타설불량 및 심각한 균열이 관측된 일부 실험체에서는 취성적인 파괴와 더불어 낮은 내력값을 나타내었다. 따라서 이러한 심각한 균열/손상 등은 리모델링 공사에 앞서 적절히 보수․보강되어야 할 것으로 판단된다.

건축물의 보수․보강 시 섬유보강 폴리머를 이용한 부착공법을 이용한 보수․보강이 행해지고 있으며, 특히 CFRP(carbon fiber reinforced polymer)는 이러한 RC 구조부재의 보강재로 널리 활용되고 있다. 그러나 외부 환경적 요인에 의해 열화되는 즉, 동결융해 환경이 RC 보에서의 CFRP 보강성능에 미치는 영향에 관한 연구는 전무한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 AE 기법을 통해 CFRP와 RC 부재 내부의 손상진전에 따라 발생하는 AE 신호를 계측함으로써 CFRP로 보강 후 동결융해에 의해 열화된 RC 구조물의 파괴기구 규명을 위한 기초자료를 마련하고자 한다.

강판부착공법은 철근콘크리트(RC) 보의 전단내력이 부족한 경우에 일반적으로 사용되는 보강공법 중의 하나이다. 그러나, 기존의 solid형 강판보강공법은 강성이 우수한 반면 취성적 부착파괴, 비효율적인 재료량 및 시공성 등의 문제가 알려져 있으며, 띠형 강판보강공법은 제한된 접착면적과 강판의 비일체적 거동 때문에 보강효과가 낮게 되는 단점이 있다. 따라서, 본 연구에서는 이러한 문제점을 개선할 수 있는 Slit형 강판을 사용하여 전단내력을 보강하는 방법을 제시하고 이 공법의 보강효과를 분석하고자 하였다. 전단경간 내에서 수직 Slit형 강판의 폭, 간격 및 두께를 주요 변수로 하는 13개의 시험체를 제작하였으며, 본 연구의 실험결과 및 기존 띠형 강판으로 전단보강된 RC 보의 실험결과를 비교 ･분석하고 Slit형 강판공법의 보강효과를 정량적으로 규명하였다. 실험결과, 기존의 개별적 띠형 전단보강방법에 비하여 일체화된 수직 Slit형 강판으로 보강한 경우에 더 높은 전단내력을 보였으며, 이는 강판과 RC 보의 일체성이 높아지고 강판의 부착면적이 증대되기 때문인 것으로 판단된다.

본 연구에서는 에폭시 모르타르 패널을 철근콘크리트 보부재의 전단 보강재로 사용하기 위하여 보강재의 종류와 보강량, 탄소섬유시트의 간격을 변수로 가력실험을 수행하고 부재의 구조적 성능을 파악하였다. 이를 바탕으로 에폭시 모르타르 패널을 철근콘크리트 보부재의 전단 보강재로 사용하기 위한 설계 방법은 , , , 의 합으로 전단강도를 가정하였으며, 연구결과에 대한 실험값/제안값의 평균값은 1.10, 표준편차는 8.16%로 나타났다.

연구는 철근콘크리트 기둥과 철골보로 이루어진 내부 접합부의 전단강도에 관한 연구이다. 일반적으로 RCS 접합부의 공칭전단강도는 철골웨브와 콘크리트의 전단저항 합으로 산정하고 있다. 본 연구에서는 기존에 RCS 접합부의 콘크리트 전단강도 계산에 사용되었던 압축장 이론의 단점을 분석하여 보다 합리적인 압축스트러트 모델을 제안하였다. 제안된 모델의 적합성을 기존 연구자에 의해 수행된 실험결과와의 비교평가를 통하여 실시해 본 결과, 실험결과와 계산값이 잘 일치하는 것으로 나타났다.

최근 시공의 합리화와 경제성의 목적으로 한 다양한 연구가 진행되고 있다. 철근 콘크리트 기둥과 철골 보로 이루어진 RCS 구조의 개발에 대한 연구 역시 활발해지고 있다. RCS 구조 보-기둥 접합부 패널존의 저항기구는 내부패널에서 외부패널로 응력이 전달될 때 직교보의 영향을 받지만, 기존연구에는 직교보의 영향을 고려하지 않고 있다. 본 연구에서는 웨브, 플랜지, 직교보의 두께, FBP의 유뮤등 다양한 변수들을 가지는 5개의 철근콘크리트 기둥과 철골보로 이루어진 보-기둥 내부접합부 실험체의 실험을 통해 직교보들의 영향과 구조적 성능을 조사하고자 한다. 이러한 실험결과들로부터, 보-기둥 접합부의 직교보가 전단내력과 구조성능을 향상시키는데 효과적이라는 것을 알 수 있다.

휨철근 대체재로 FRP Bar를 사용한 콘크리트 보에 대하여 휨보강근비의 변화에 따른 콘크리트의 전단강도를 일련의 콘크리트 보 실험을 통하여 조사하였다. 실험 결과, 콘크리트의 전단강도는 RC보의 경우보다는 낮은 값으로 나타났지만, 휨보강근비가 증가함에 따라 전단강도도 증가하는 것으로 분석되었다. 문헌에 제안된 식과 실험결과의 회귀분석을 이용하여 FRP Bar의 종류 및 휨보강근비를 고려한 전단강도보정계수를 제안하였다.