본 논문은 형상기억합금으로 능동 구속된 콘크리트의 일축 압축거동을 예측하기 위한 해석적 연구이다. 일축 압축거동을 예측하기 위해 SMA로 능동 구속된 콘크리트에 대한 적합조건을 기반으로 유효 구속응력이 도출되었으며, 기존 모델에 기반한 응력-변 형률 모델을 이용하여 SMA로 능동 구속된 콘크리트의 일축 압축거동 예측 방법이 제안되었다. 제안된 모델에 대한 검증을 위해 선행 연구에 대한 실험데이터가 수집되었다. 제안 모델을 통한 예측 결과는 콘크리트의 최대 압축강도 및 최대 압축강도에 해당하는 변형률 에 대한 비를 각각 1.00 및 0.89로 예측하였으며, 콘크리트의 응력-변형률 곡선을 비교적 정확히 예측하는 것으로 나타났다.

본 연구는 형상기억합금을 이용한 능동구속기법의 콘크리트 기둥 내진보강효과를 실험적으로 평가하였다. 이를 위해 기존 니켈-티타늄계 형상기억합금보다 저렴한 철계 형상기억합금(Fe SMA)을 선정하여 능동구속기법에 적용하였다. 비내진 상세 를 가진 네 개의 동일한 원형 콘크리트 기둥을 제작한 후 기둥 하단부에 각기 다른 외부구속(무구속, CFRP 구속, Fe SMA 구속) 을 적용하였다. 정적수평반복가력실험 결과, 구속이 적용된 모든 기둥은 콘크리트 기둥의 연성적 휨거동을 이끌어내는데 효과 적인 것으로 밝혀졌다. 특히 Fe SMA 구속은 CFRP 구속에 비해 기둥 하단부 소성힌지에서 콘크리트의 박락 및 손상을 줄이는데 더욱 효과적이었다.

지난 수십 년간 발생한 강진으로 인해 철근의 내부 구속력이 부족한 철근 콘크리트(RC) 기둥에 수많은 심각한 피해가 발생하였다. 다양한 보수공법 중 형상기억합금(SMA)을 이용한 능동구속 기법은 지진에 취약한 RC기둥의 휨 연성을 높이는 데 유의미한 결과를 보였다. SMA로 구속된 RC기둥의 동적거동에 관한 연구는 선행 연구자들에 의해 실험적으로 수행되었지만 구조적인 모델 개발은 거의 수행되지 않았다. 따라서 본 연구에서는 다양한 조건에서 능동구속된 RC기둥의 지진 시 거동을 확보하기 위해 SMA와이어로 보강된 RC 기둥의 진동대 실험 결과를 바탕으로 한 능동구속된 RC 기둥의 해석 모델을 제안한다. 제안된 해석모델은 양방향 지진력에 의한 SMA- RC기둥의 동적 거동 및 손상 정도를 확인할 수 있는 것으로 나타났다.