프리캐스트 콘크리트 아치 암거는 현장 타설식 암거에 비해 구조물의 고품질화 및 반복적인 대량생산으로 원가 절감과 건식화 시공으로 인한 공정의 단순화와 공기가 단축되는 이점을 지니고 있다. 따라서 본 연구는 상재 허용하중을 확보하고, 시공성 및 내구성이 뛰어나며, 경제성을 고려한 고성능 프리캐스트 아치 암거를 개발하고 향후 고성능 프리캐스트 아치 암거를 생산하기 위한 기초적인 자료를 제시하고자 하였다. 본 연구에서는 기존의 보통 포틀랜드 시멘트를 이용한 프리캐스트 아치 암거의 경제성 및 내구성, 강도특성을 개선하고자 고로슬래그를 이용하여 최적의 배합비를 산출하고, 이를 토대로 중성화, 염해, 동결융해 등의 시험을 통해 내구성을 확보하고, 휨 성능을 확인하고자 실물아치암거를 제작하여 외압강도시험을 실시하였다. 또한 구조해석을 통해 응력검토를 하였다. 내구성 검토 결과, 분말도 6,000cm2/g을 가진 고로슬래그 미분말을 50%로 혼입한 콘크리트가 보통 포틀랜드 시멘트를 사용한 콘크리트보다 염화물이온 투과성에 대한 저항성 및 동결융해 저항성 등 기초물성 및 내구성이 개선됨을 알 수 있었다. 아치암거에 대한 휨 시험 결과, OPC에 비해 GFSC6의 경우는 크게 구조적 성능이 떨어지지는 않는 것으로 나타났으며, 균열양상 및 연성도에서는 우수함을 나타냈다. MIDAS CIVIL 2006으로 판해석 결과 시험체의 휨 거동을 잘 묘사하는 것으로 나타났으며, 처짐의 경우 시험체의 시험결과보다 크게 나타났지만, 처짐 양상은 비슷한 것을 알 수 있었고, 벽체와 상부 슬래브에 발생하는 응력은 부재가 허용하는 균열응력값 이내로 나타남에 따라 사용하중 상태에서의 응력검토는 안전한 것으로 판단된다.

최근 PC 공법을 도입하려는 시도가 많이 이루어지고 있다. 그러나 PC 벽체에 대한 연구는 개발의 어려움이 있어 상대적으로 더디게 발전되어 왔다. 본 연구에서는 PC벽체의 기존의 접합부의 시공성 및 구조성능을 개선하기 위하여 수직접합부의 개선안을 개발하였고, 이에 대한 구조성능평가를 진행하였다. 제안된 PC벽체의 수직접합부 구조적인 성능을 검증하기 위하여 반복적인 횡하중 재하시험을 진행한 결과, 기존의 일체형 PC벽체와 동등이상의 내진성능을 발휘하는 것으로 나타나 향후 구조물의 주요 횡력저항요소로 충분히 적용가능할 것으로 판단된다.

본 연구는 PC와 RC부분이 만나는 접합면에 대한 구조적 거동과 수평 전단강도 평가를 위한 실험적 연구이다. 접합면에서의 수평전단 내력은 접합면의 거칠기나 전단보강근 유무에 따라 결정되어진다. 본 연구에서는 전단 보강근의 형상이 루프형과 래티스형로 구분하고, 보강근 간격 등에 따라 총 4개의 수평전단강도 실험체를 제작하여 실험을 수행하였다. 실험결과, 접합면에서 수평전단 강도는 수직방향 변형에 의해 지배됨을 알 수 있었다. 보강근 형상에 따른 비교 결과, 루프형의 실험체가 평균 초기균열하중, 평균 최대하중 및 접합면의 평균 초기강성 측면에서 각각 33.7%, 45.9%와 55.2%정도 큰 것으로 나타났다. 현행의 국내 전단강도 평가식과 비교한 결과, 루프형 전단보강 실험체는 2.32∼4.23배, 래티스형 전단보강 실험체는 1.65∼3.06배 상회하는 것으로 나타났다. 따라서 접합면의 거동이나 구조설계기준에 의한 내력이 안전측으로 평가되어 현장에 적용하는 데에는 별다른 문제는 없는 것으로 판단된다.

프리캐스트 콘크리트제품은 빠른 시공, 노동력 절감, 높은 품질확보의 장점을 가지고 있어 옹벽구조물 분야에도 많이 적용하고 있다. 본 논문에서는 철도에 적용되는 프리캐스트 프리스트레스트로 제작된 옹벽의 동적안정성을 평가하기 위하여 이동열차하중 재하상태에서의 수치해석을 수행하였다. 해석에는 2차원 유한요소 해석이 적용되었다. 궤도에 작용하는 이동열차하중은 이동하중에 대한 충격력을 대표하는 조도성분의 위상각 자료와 열차자중을 대표하는 준정적 하중을 조합하여 사용하였다. 해석에는 노반과 옹벽구조물의 시간영역 변위, 응력, 가속도 결과값을 이용하여 옹벽의 동적안정성을 평가하였으며, 평가결과 충분한 적용성을 확인하였다.

본 연구에서는 현재 신교통 수단으로 연구 중인 바이모달 트램의 전용 교량을 개발하는데 있어 바이모달 트램 운행 특성을 고려한 실물크기의 중공화된 프리캐스트 바닥판을 새롭게 설계․제작하여, 신뢰성 있는 비선형 유한요소해석 프로그램(RCAHEST)을 통한 해석 결과와의 비교․분석을 바탕으로 적합성과 타당성을 검증하였다. 하중 재하 위치를 변수로 실험을 수행하여 설계 하중에 비하여 약 8∼9배의 충분한 안전율을 확보하고 있음을 확인하였으며, 본 연구에서 적용한 재료적 비선형성을 고려한 비선형 유한요소해석 프로그램을 통한 해석 결과 역시 콘크리트의 균열 발생 및 철근의 항복을 포함한 파괴시까지의 극한 거동 특성을 비교적 적절히 평가하고 있음을 알 수 있다.

이 연구에서는 프리캐스트 콘크리트용으로 공장에서 생산되며 그 동안 국내에서 많이 사용되어온 음이온계 계면활성제의 일종인 나프탈렌 설폰산염계(Poly-Naphthalene Sulfonate Type) 혼화제와 국내 J사에서 개발된 조강형 폴리카본산계(Polycarboxilic Type) 혼화제인 WF2000의 성능을 평가하였다. 실험결과에 의하면, WF2000은 PNS계보다 20% 줄어든 사용량에도 제품이 가지고 있는 높은 감수율과 고온에서 콘크리트 응결의 촉진효과 및 우수한 분산작용으로 인하여 작업성의 개선되었으며 PHC 파일의 조기강도와 장기강도 발현에 유리하였다. 그리고 감수력과 유지력의 조절이 가능하여 원재료의 변동및 환경조건의 변화에 적절한 대응이 가능한 혼화제로 하절기의 생산성과 작업성 저하 그리고 성형성 불량의 문제 및 동절기의응결지연으로 인한 조기강도의 저하에 대한 문제 해결 등에 유리하였다.

본 연구는 PC 부재인 와플형상을 갖는 슬래브와 더블티형 슬래브에 대하여 보행 및 발뒤꿈치 가진등의 수직진동 하중을 대한 실험과 해석을 수행하여, 각각의 사용성을 비교 검토하였다. 수직진동하중에 대한 실험은 와플형 및 더블티형 슬래브가 모두 시공된 하남시에 위치한 상업시설을 대상으로 수행하였다. 실험결과에 대한 사용성 검토는 국제표준화기구의 ISO 2631-2와 일본건축학회의 건축물의 진동에 관한 거주성능 평가지침·동해설에서 제시한 기준을 바탕으로 평가하였다. 실험결과, 와플형 및 더블티형 슬래브 모두 각 기준에 제시된 상업시설 바닥진동 제한범위에 만족하는 것으로 나타나 사용성이 우수한 것으로 나타났으나, 최대가속도 응답은 와플형 슬래브가 더블티형 슬래브보다 낮게 발생하였다.

비내진상세 골조는 낮은 횡저항성을 가지고 있어 큰 변형을 경험하게 되는 반면, 벽체는 높은 강성으로 인해 낮은 변형에서도 전단에 의해 파괴된다. 따라서 이러한 골조와 벽체가 동시에 거동할 경우 발생하는 거동특성은 개개 부재에서의 거동특성과 매우 다르게 된다. 본 연구에서는 끼움벽에 노치를 둘 경우 내진거동특성을 평가하고자 배근상세를 변수로 하였다. 이 때 노치로 인해 벽체 중앙부에 손상이 집중되는 것을 방지하기 위하여 변형경화형 시멘트 복합체(SHCC)를 사용하였다. 실험결과, SHCC 끼움벽은 다수의 미세균열을 형성하였으나, 대각보강근을 갖는 PIW-ND 실험체가 PIW-NC 실험체에 비해 낮은 변형능력, 강성 및 에너지소산능력을 보였다.

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 연구는 중진지역에서의 PC(precast conctete) 보-기둥 접합부의 새로운 모멘트-저항 시스템을 제안하는 것이다. 철근 이음형 접합부에서 연결재는 접합부를 관통하고, U형 하프 PC 보의 하부철근과 비접촉 겹칩이음으로 연결되어 있다. 비접촉 겹침이음에 대한 성능을 파악하기 위하여 실험적 연구와 해석적 연구가 수행되었다. 실험의 주요변수는 겹침길이, 연결재의 크기, 그리고 겹침이음된 연결재의 거리 등이다. 또한, 균열양상, 하중-변위 곡선, 내력 비교, 그리고 연결재의 변형 등에 초점을 맞추어 해석적 연구를 수행하여 실험결과와 비교하였다. 해석과 실험 결과 주요변수인 겹침길이, 연결재의 크기, 연결재의 비접촉 수직 거리등에 따라 강도, 연성, 그리고 접합부 거동에 큰 영향을 주는 것으로 나타났다.

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.

클램프 조인트를 이용하여 도로교 바닥판에 적용하기 위하여 실물 크기의 보 공시체를 이용하여 피로 내구성 실험을 수행 하였다. 실제 바닥판에서 발생하는 응력 상태를 가정하여 조인트 부에 주로 전단력이 작용하는 공시체(RC Type), 휨모멘트가 주로 작용하는 공시체(PSC Type), 순전단 타입공시체 3종류에 대해서 내구성 평가를 실시하였다. 클램프 조인트의 보 공시체에 대한 휨/전단 피로 실험의 결과 현행 설계 하중레벨에서는 클램프 조인트는 루프 철근의 겹침길이에 상관없이 충분한 피로 내구성을 가지고 있다. 또한, 반복하중에 의한 피로 내구성 실험에 있어서도 조인트부의 강성 저하에 의한 변형을 고려하여 조인트 폭은 1.5D 이상으로 하면 충분한내구성이 있다는 결과를 얻었다.

본 연구의 목적은 건설현장에서 노무비와 공사비를 절감하기 위하여 5개의 프리캐스트 세그먼트로 구성된 프리스트레스트 콘크리트 거더를 제작하여 그 역학적인 거동 특성을 평가하는데 있다. 본 연구를 위하여 총 4개의 25m 실험체를 동일 단면으로 제작하였으며, 모멘트-처짐 곡선으로 텐던변화와 접합부에 대한 분석과 해석을 수행하였다. 또한, 실험결과를 검증하기 위하여 2차원 비선형유한요소해석을 수행하였으며, 해석결과는 실험체의 모멘트-처짐곡선을 비교적 잘 예측하였다.

연구에서는 건설비용, 노무비 절감, 공기단축 등의 요구에 대응하기 위해, 일체형 및 분절형 PSC 거더의 구조적인 거동을 평가하는데 연구목적을 두었다. 본 논문에서는 동일한 단면을 갖는 총 3개의 실험체를 제작하였으며, 접합부와 긴장재의 양을 주요변수로 하여 모멘트-처짐 거동을 비교 분석하였다. 첫 번째 거더는 거더를 일체로 제작하여 세 개의 강연선을 배치하였고 두 번째 거더는 5개의 분절된 세그먼트로 제작하여 세 개의 강연선을 이용하여 각각의 세그먼트를 접합하였다. 그리고 세 번째 거더는 두 번째 거더와 같이 분절된 거더로써 추가 강연선을 배치하였다. 수행된 실험의 결과를 분석함으로써 일체형 거더와 분절형 거더의 거동 차이를 알 수 있었으며, 수행된 2차원 비선형유한요소해석은 실험결과와 비교하여 모멘트-처짐 곡선을 비교적 잘 예측하였다.

도로교 프리캐스트 바닥판의 현장 조인트로써 특수한 구조의 클램프를 이용하여 새로운 형식의 조인트를 개발하였다. 이 클램프 조인트에 의한 방법은 클램프를 이용하여 주철근을 루프 조인트에 연결하는 방법이다. 현재까지 일반적으로 사용되고 있는 루프 조인트와 비교하여 시공성․경제성이 우수하고 클램프의 인터록킹에 의하여 휨모멘트․전단내력에 효과를 나타내었다. 본 논문은 휨 강성 및 전단내력의 실험을 통하여 조인트의 파괴 메커니즘과 다양한 정적 거동의 결과를 규명하고자 일련의 실험을 수행하였다. 이러한 실험 연구의 결과로부터 루프조인트와 동등한 성능을 갖고 있다는 결론을 얻었다.