Herein, the existing structural design criteria for highway bridge columns with hollow bars were analyzed. Expanding upon previous research focused on the performance analysis of the columns under compressive loads, load– displacement curves were evaluated and crack analysis was performed under cyclic transverse loads. A three-dimensional nonlinear finite-element structural analysis compared the structural performance of existing steel bars, same-reinforced hollow bars, and reduced hollow bars in detail. Results indicated that with regard to elastic or initial crack behavior, the existing steel bars can be replaced by the other bars. Future research should delve into inelastic behavior and strategies to ensure seismic performance.

횡하중에 작용하는 철근 콘크리트 기둥은 연성능력 확보를 위해 띠철근의 양 단부를 135° 구부려 시공하는 상세가 요구된다. 그러 나 이러한 띠철근 상세는 시공이 매우 까다로와 실제 현장에서는 제대로 시공이 되지 않기도 한다. 이를 대체하기 위해 본 논문에서는 강재 클립형 연결장치가 적용된 철근 콘크리트 기둥에 대해 횡방향 반복가력 실험을 수행하고 그 구조적 성능을 평가하였다. 총 4개 의 실험체가 제작되었으며 주요 실험변수는 강재 클립형 연결장치 및 고강도 콘크리트 사용 여부이다. 또한 대상 구조물에 대해 3차 원 유한요소해석 모델을 개발하고 이에 대한 비선형 해석을 수행하였으며, 해석 및 실험결과를 비교하고 분석하였다. 그 결과 강재 클 립형 연결장치가 설치된 콘크리트 기둥이 반복 횡하중에 대해 기존의 표준갈고리 상세를 지닌 콘크리트 기둥과 동등한 혹은 그 이상 의 성능을 지니고 있으며, 개발된 유한요소해석 모델이 실험결과를 정확히 잘 예측하는 것으로 나타났다.

내진설계기준이 개정됨에 따라 기 시공된 철근콘크리트 건축구조물의 내진보강에 대한 관심이 높아지고 있다. 특히 내진철근상세가 적용되지 않은 철근콘크리트 기둥의 경우 지진이 발생할 경우 취성적인 전단파괴가 발생할 가능성이 크다. 본 연구에서는 아라미드 FRP를 이용하여 비내진상세 철근콘크리트 기둥의 휨 및 전단내력 보강 후, 실험체를 반복횡하중 가력하여 아라미드 FRP의 내력 상승효과 및 연성능력의 증가를 확인하였다. 무보강 및 아라미드 FRP 보강 실험체를 비교 한 결과 아라 미드 FRP 보강이 비내진상세 철근콘크리트 기둥의 내력을 증가시키고 연성능력 또한 증가시킴을 확인하였다. 또한 비내진상세 철근콘크리트 기둥의 아라미드 FRP 보강 시 기둥 뿐만 아니라 접합부의 보강 또한 필요함을 확인하였다.

최근 국내의 지진발생 빈도가 증가함에 따라, 지진피해 저감 시스템 중 가장 효율이 높은 제진방식의 문제점을 해결하며 댐퍼의 복원성과 에너지 소산 능력을 증가시켜 잔류변형 감소와 사용성 증대 효과를 발생시키는 새로운 제진설계 방식이 필요하다. 본 연구에서는 학교 등 기존에 시공된 비내진상세 철근콘크리트 구조물의 지진에 의한 뒤틀림 방지, 횡방향 변위제어 및 진동저감을 위하여 구조물의 양 옆에 원형강봉댐퍼를 설치하는 시스템을 제안하고, 2층 철근콘크리트골조 실험체를 반복횡 하중 가력 하여 내진성능을 평가하였다. 무보강 및 보강 실험체들의 실험결과를 비교한 결과 외부보강용 원형강봉댐퍼 시스템이 2층 철근콘크리트 골조의 강성과 에너지소산면적을 증가시켜 내진성능을 증가시킴을 확인하였다. 또한 원형강봉댐퍼가 지진 에너지를 소산하여 지진력을 흡수함을 확인하였다.

북미와 유럽 등지에서 주거용 주택소재로서 폭넓게 사용되고 있는 구조단열패널(SIP)의 구조적 성능을 평가하기 위해 면내전단하중 시험을 수행하였다. 국외의 경우, 구조단열패널의 기준과 관련된 연구들이 다양하게 진행되었다. 하지만, 국내의 경우, 구조단열패널에 대한 기준은 마련되어 있지 않으며, 성능평가와 관련된 연구는 극소수이다. 본 연구에서는 구조단열패널을 내력벽으로 활용하기 위한 구조성능평가 실험을 수행하였으며, 벽체에 개구부 설치 후 면내전단하중을 가력하였다. 실험체의 크기는 2,400×2,400㎜이며, 변수로는 개구부의 크기와 개구부 보강방법이다. 실험체의 수량은 총 8개이다. 개구부가 있는 구조단열패널의 구조 해석을 수행 하였다. 해석 결과는 구조 실험 시험 결과와 비교하였다. 이를 통해 구조단열패널의 구조 거동을 예측할 수 있는 해석 모델을 완성하였다. 개구 크기를 변수로 하여 면내전단하중을 받는 구조단열패널의 거동을 유한 요소 해석을 통해 분석하였다. 연구를 통해 구조단열패널의 최적 개구부 크기를 제안한다.

반복 횡하중을 받는 콘트리트 충진 탄소섬유 튜브 기둥의 휨거동을 분석하기 위하여 실험을 수행하였다. 콘크리트 충진 각형 탄소섬유 튜부 기둥의 휨거동에 영향을 미치는 탄소섬유의 와인딩 각도와 두께를 변수로 선택하여 거동을 평가하였다. 콘트리트 충진 탄소섬유 튜브 기둥의 휨거동 보다 정확하게 분석하기 위하여 설정된 두 변수를 동시에 고려하였다. 실험의 결과에서 얻어진 하중-변형 곡선을 이용하여 콘크리트 충진 각형 탄소섬유 튜브 기둥이 휨강도, 변형능력 및 에너지 소산능력을 조사하였다. 또한 기존 구조물과의 비교를 위하여 철근콘크리트 조적벽과 콘크리트를 충진한 각형 탄소섬유 튜브 기둥과의 연성 능력을 비교 평가하였다.

반복 횡하중을 받는 콘크리트 충진 탄소섬유 튜브 기둥의 휨 거동을 분석하기 위하여 여섯 개의 시험체에 대한 실험을 수행하였다. 콘크리트 충진 탄소섬유 튜브 기둥의 휨 거동에 영향을 미치는 탄소섬유의 와인딩 각도와 두께를 변수로 선택하여 거동을 평가하였다. 콘크리트 충진 탄소섬유 튜브 기둥의 휨 거동을 보다 정확하게 분석하기 위하여 설정된 두 변수를 동시에 고려하였다. 실험의 결과에서 얻어진 하중-변형 곡선을 이용하여 콘크리트 충진 탄소섬유 튜브 기둥의 휨강도, 변형능력 및 에너지 소산능력을 조사하였다. 또한 기존 구조물과의 비교를 위하여 철근콘크리트 조적벽과 콘크리트를 충진한 탄소섬유 튜브 기둥과의 연성 능력을 비교 평가하였다.

본 연구에서는 1992년 도로교설계기준의 내진설계도입 이전 규정에 따라 설계, 시공된 교각의 축소 모델을 실험체로 제작하여 원형기둥의 변위비에 따른 횡하중을 변위제어 방식으로 입력하여 준정적 방법을 통해 실험을 실시하였다. 연구에 적용한 보강재는 성능을 향상시킨무기계 합금강인 Helical Bar로써 원형기둥 외부에 보강 후 실내실험을 통하여 파괴거동, 하중-변위 관계, 연성도 평가 및 에너지 평가를실시하였다. 실험변수로는 위험단면 내에서 나선으로 보강한 보강재의 단면력의 크기와 나선보강의 간격, 보강형태로 두었으며, 준정적 실험을 통해 보강성능의 차이와 효과를 확인하였다. 실험결과 보강대상 부재의 성능에 따라 적절한 보강재의 단면력 크기결정과 보강간격 및형식의 선정이 필요하며 기계적 보강재뿐만 아니라 고강도 콘크리트 피복으로의 치환으로도 보강성능이 향상됨을 확인할 수 있었다.

실무 및 연구에 있어서 반복하중을 받는 콘크리트 벽체의 변형 및 저항능력 그리고 재료의 변형율 등을 정확하게 평가할 수 있는 방법이 필요하다. 따라서 본 논문에서는 비선형 트러스 부재를 이용하여 반복 횡하중을 받는 철근콘크리트 벽체 또는 철근콘크리트 면부재를 모델링하였다. 콘크리트와 배근된 철근은 각각 수직, 수평 그리고 대각선 비선형 부재를 이용해 모델링되었다. 본 논문에서는 높이/폭 비가 1.2인 벽체를 예제로 선택하여 실험의 결과와 비교하였다. 비교를 위하여 주대각선 부재의 경로에 따른 4가지의 형상과 대각선 부재들의 배열에 따른 3가지 형상이 채택되어 실험 결과와 가장 근사한 모델링의 선택을 위해 평가를 실시하였다.

풍하중 및 지진하중등 횡하중이 작용하는 무량판 슬래브는 전단파괴와 같은 취성파괴를 지연시키기 위해서 충분한 전단강도와 연성능력을 보유하여야 한다. 본 연구에서는 반복 횡하중을 받는 무량판 슬래브의 전단강도와 변형성능을 고찰하기 위하여, 무보강 및 전단 보강된 총 4개의 내부기둥-슬래브 접합부를 실험하였다. 실험결과, 전단보강 슬래브의 이방향 전단강도는 무보강 슬래브보다 최대 1.5배까지 증가시켜 적용하는 콘크리트구조설계기준(KCI)과 ACI 318-02 기준은 중력하중만이 작용하는 경우에는 적절하나 조합하중 특히 횡하중의 영향이 클 경우에는 매우 불안전측 이었다. 한편, 변형성능 측면에서 슬래브-기둥 접합부의 1.5% 횡변위 성능을 확보하기 위하여 이방향 전단강도에 대한 중력하중비를 40%이하로 제한한 ACI-ASCE 352 위원회의 권고는 안전측인 것으로 나타났다.