필로티 공간은 일반적인 건축부재와 달리 부재가 외기와 접해 있고 실내에서 발생 가능한 화재와 가연물의 종류 및 배치 등이 달라 다양한 화재의 위험으로부터 노출되어 있다. 필로티 구조는 기둥으로만 이루어진 사방이 트인 구조로 인해 화재가 발생할 경우 화재피해를 입은 기둥은 강도 및 강성이 저감되고 부재의 저항성이 저하되므로 단시간 안에 온도가 상승하여 구조체에 영향을 미친다. 이러한 문제점이 발생한다면 건축물 파손으로 인해 피난로를 차단당하여 많은 인명피해가 일어날 것으로 사료된다. 본 연구에서는 다가구주택의 필로티 공간에서 화재 발생으로 인해 철근콘크리트 기둥에 미치는 화재영향을 확인하고자, 기둥 국부화재실험을 통해 보강재에 따른 RC 기둥의 온도분포 및 파괴양상을 검토하였다.

Unlike general building members, the members used in piloti spaces are exposed to various fire risks due to different types and arrangements of combustibles caused by indoor fires. The piloti structure only consists of columns and is open in all directions. In the case of fire, the strength and stiffness of a damaged column are reduced, and the resistance of a member is reduced. Therefore, the temperature rises in a short time. If such a problem occurs, it is expected to have many casualties due to building damage, and the evacuation route will be obstructed. In this study, the temperature distribution and destruction of reinforced concrete (RC) columns according to reinforcing materials were investigated using a local fire experiment on the columns to confirm the fire effect on RC columns due to the occurrence of a fire in the piloti spaces of a multi-family house.

다가구주택 필로티기둥은 전이구조 형식으로 되어 있어 지진하중에 대하여 전단파괴가 발생하기 쉽다. 이에 따라 내진설계기준은 강화되고 있지만 이전에 지어진 건축물의 경우 내진보강이 필요한 실정이다. 하지만 기존 습식 공법의 경우 시간적, 경제적 부담이 크기 때문에 내진보강이 잘 이루어지지 않는다. 따라서 모서리앵글과 CN복합섬유패널을 활용하여 DIY 시공이 가능한 전단보강공법을 제안하고자 하며 본 실험에서 CN복합섬유패널의 전단성능을 평가하고자 한다. 볼트 연단거리 및 앵글의 재질을 변수로 설정하여 실험한 결과, 볼트 연단거리가 가까울수록 각형띠판 래티스기둥의 전단내력이 증진되는 것을 확인하였으며 슬리브 볼트는 고장력 볼트에 비하여 현저히 내력이 저하되어 CN복합섬유패널을 평가하기가 어려웠다. 또한, 알루미늄앵글은 강재앵글에 비하여 내력은 낮지만 연성능력이 좋은 것으로 평가되었고, 강재앵글은 상대적으로 강성이 크기 때문에 CN복합섬유패널에 주는 영향이 미미한 것을 확인하였다. 이를 실용화하기 위해서 구체적으로 앵글의 크기와 볼트 연단거리를 변수로 설정하여 실험을 수행해야 할 것으로 판단된다.

A multifamily housing pilot column is a transition structure prone to shear breakage under seismic load. Although earthquake-resistant design standards have been strengthened, previously built buildings need earthquake-resistant reinforcement. The existing wet construction method of earthquake-resistant reinforcement is time-consuming and economical, which hinders implementing such reinforcements. Therefore, in this study, we propose a shear reinforcement method capable of DIY construction using an angular angle and a CN composite fiber panel. This study also examines the shear performance of the CN composite fiber panel. Results showed that the closer the bolt connection distance, the greater is the shear resistance of the square plate lattice column. Moreover, the resistance of the sleeve bolt reduces compared to the high-tension bolt, making it difficult to evaluate the CN composite fiber panel. The aluminum angle is considered to have a lower bearing capacity and higher flexibility than the steel angle. This finding confirmed the minimal effect on the CN composite fiber panel. To improve its feasibility, the angle size and bolt platform distance must be considered as variables for further experiments.

국내 철근콘크리트 구조물은 겨울철 영하의 날씨로 매년 동결융해가 반복된다. 동결융해의 영향으로 철근콘크리트 구조물에 여러 가지 문제가 발생한다. 동결융해에 의해 손상이 된 철근콘크리트 구조물을 보강하기 위하여 다양한 보강공법 중 CFRRP(탄소섬유강화플라스틱)보강공법을 사용하였다. CFRP는 고강도, 고탄성 경량 소재로 시공성이 우수하며 인장강도, 탄성계수가 뛰어나다. 본 연구에서는 동결융해 환경에 노출된 철근콘크리트 보(FTB), CFRP 플레이트로 보강한 철근콘크리트 보(FPB), CFRP 플레이트로 보강한 후 동결융해 환경에 노출된 철근콘크리트 보(FFP)의 휨 성능 실험을 하였다. 실험결과 FTB는 최대강도 도달 이후 강도가 급격하게 감소하였다. FPB는 최대강도 도달하기 전에 강도와 강성이 증가하지만 CFRP 플레이트의 조기 파괴 후에는 효과가 없음을 보여준다. 또한 FFP는 FPB보다 최대강도가 낮았다. 이는 동결융해에 의한 콘크리트 표면과 CFRP 플레이트 사이의 계면전단응력의 감소로 판단된다.

In Korea, subzero winter conditions severely affect reinforced concrete structures because of repeated freezing and thawing every year. Thus, to strengthen a damaged reinforced concrete structure, carbon fiber-reinforced plastic (CFRP) reinforcement was used. CFRP is a high-strength and -elastic lightweight material with excellent workability, tensile strength, and elastic modulus. In this study, the bending performance of reinforced concrete beams exposed to the freezing and thawing environment (FTB), reinforced concrete beams reinforced with a CFRP plate (FPB), and reinforced concrete beams exposed to freezing and thawing environments after reinforcing with the CFRP plate (FFP) were tested. The strength of FTB decreased rapidly after reaching the maximum level. Moreover, FPB exhibited increased strength and stiffness before reaching the maximum strength, but no effect was observed after the premature failure of the CFRP plate. Furthermore, FFB exhibited a lower maximum strength than FPB. These findings conclude that the interfacial shear stress between the concrete surface and CFRP plate due to freezing and thawing is reduced.

현대에 있어 지구온난화 현상으로 인해 여름철에는 폭염, 겨울에는 한파가 빈번해지는 이상기후가 지속적으로 발생하고 있다. 여름철과 겨울철의 기온 양극화가 심해지고 있으며 이로 인한 급격한 변화로 다양한 분야에서 문제가 발생하고 있다. 이에 전 세계에서는 사고예방 및 근본적인 문제를 해결하기 위하여 새로운 기술을 도입하고, 이에 맞는 정책을 추진하고 있다. 따라서 본 연구에서는 이러한 사회적인 문제를 극복할 수 있는 방안으로 구조물 및 건축물등 다양한 분야에서 가장 많이 사용되는 골재인 잔골재에 대하여 다공성 골재로 치환함과 동시에 열에너지 저장이 가능한 상변화 물질을 함침하고, 골재 내 PCM의 성능 극대화를 위한 SOL-GEL 코팅에 대해 연구하였으며 이를 활용하여 모르타르를 제작하였다. 성능을 확인하기 위하여 SEM, DSC, FT-IR 및 강도실험을 진행하였으며 최종적으로 제조된 SOL-GEL코팅된 PCM 함침 활성탄의 경우 냉각시 상변화 온도 2.4℃와 26.8J/g의 열에너지를 확인하였으며 가열시 상변화 온도 7.1℃와 32.95J/g의 열에너지를 확인하였다. 본 연구에서 제작된 잔골재를 활용한 모르타르의 경우 7일차 압축강도 37.68MPa, 28일차 압축강도 50.34MPa, 28일차 휨강도 4.5MPa를 확인하였다.

Recent years have witnessed abnormal climate conditions with an increased frequency of heat waves in summer and cold waves in winter. This sudden change in climate conditions has caused various problems in different fields. In this study, we replaced fine aggregate, which is the most used aggregate in structures and buildings, with porous aggregate and impregnated it with a phase change material capable of storing thermal energy simultaneously. A SOL-GEL coating was examined to maximize the performance of PCM, and a mortar was manufactured using this coating. To confirm the performance of SOL-GEL-coated PCM-impregnated activated carbon, different tests, such as SEM, DSC, FT-IR, and strength tests, were conducted. In the final manufactured SOL-GEL-coated PCM-impregnated activated carbon, a phase change temperature of 2.4°C and thermal energy of 26.8 J/g were confirmed during the cooling process, and a phase change temperature of 7.1°C and thermal energy of 32.95 J/g were confirmed during the heating process. In case of the mortar using fine aggregates, our findings confirmed the compressive strength of 37.68 MPa on the 7th day, the compressive strength of 50.34 MPa on the 28th day, and the flexural strength of 4.5 MPa on the 28th day.

본 연구는 초고강도 콘크리트판, 그라우팅 및 모체 콘크리트 내에 후크와 스터드로 연결한 합성접합부의 전단 실험을 수행하고 그 거동을 파악하고자 한다. 압축강도 35 MPa, 50 MPa 및 90 MPa 그라우팅의 강도, 4종류의 전단연결재 배치를 실험변수로 총 12개의 시험체를 제작하였다. 합성접합부의 전단력은 그라우팅 콘크리트의 압축강도에 따라 비례적 관계를 가지고 있다. 휨모멘트가 지배적인 힘이 아니고 면적이 크며 서로 다른 시기에 콘크리트를 친 경계면 합성체에서 콘크리트 전단력은 무시할 정도 크기가 아니다. 콘크리트 모체 압축강도보다 그라우팅의 압축강도가 크다면 접합부에서 콘크리트 전단력이 유의미하게 크며 전단연결재를 병용하면 더 큰 전단력을 얻을 수 있다.

The experimental study used high-strength concrete grouting to implement the static behavior of ultra-high performance concrete composite joint with hook and stud. Twelve types of shear test specimens were tested, with the grouting of 35, 50, and 90 MPa compressive stress, and four types of shear connectors. The shear strength of the composite is proportional to the compressive strength of the grouting. The concrete shear force between the joints is not negligible in the composite joints with a large area of grouting and the principal force is not a flexural moment. If the compressive stress of the grouting is higher than that of the original concrete, composite joints have a meaningful shear force and can get enough shear force when combined with shear connectors.

철근 콘크리트 하수관거는 경제적 장점과 내구성으로 인해 많이 사용되고 있다. 오랜 공용시간 이후 하수관거는 하수의 산화물과 공용하중에 의해 열화가 진행된다. 본 논문은 초고강도 콘크리트로 갱생한 열화된 콘크리트 하수관거의 구조적 성능에 대해 연구하였다. 실험변수는 초고강도 콘크리트 관거 상부슬래브와 벽체의 두께의 조합으로 구성하였다. 네가지 종류의 초고강도 콘크리트 관거가 극한하중을 받을 때까지 내하력을 파악하기 위해 실험을 진행하였다. 보통 강도 콘크리트에 비해 상 대적으로 작은 두께의 초고강도 콘크리트 관거는 열화된 내부 부분을 치핑하고 갱생함으로써 단면의 손실을 최소화할 수 있다. 실험결과에 의하면 열화된 콘크리트 관거를 갱생하는데 적용된 새로운 얇은 두께의 초고강도 콘크리트 구조물이 재하하중을 만족하고 실제 공학적 적용에 용이성을 있음을 나타내고 있다.

Reinforced concrete culverts are widely used due to their economical advantages and durability. After the prolonged use, concrete culvets are deteriorated by the acid compounds of wastewater in combination with service loading. This paper investigates the structural performance of deteriorated concrete culverts rehabilitated by Ultra High Performance Concrete (UHPC) technology. Test variables of the specimens are the thickness of the upper slab and wall of the UHPC culvert. Four kinds of UHPC culverts are monitored to investigate the loading capacity until the ultimate loads. Compared to normal concrete cross sections, the relatively small thickness of UHPC culverts minimizes the loss of rehabilitated section by chipping the deteriorated internal parts. The test results indicate that the new thin UHPC structures utilized for rehabilitating deteriorated concrete culvert fulfill the service load and demonstrate the feasibility in real engineering applications.

본 연구에서는 기존 비내진설계 콘크리트 기둥의 내진성능 개선을 위해 기둥 면적의 80% 영역을 12K 능직 카본 섬유(CFRP sheet)와 카본용 에폭시 수지를 사용하여 보강한 후 보강량에 따른 내진성능을 실험적으로 평가하였다. 실험을 위해 실험실 단위에서의 준실대형 기둥을 제작하였으며, 유압 풀링잭을 이용하여 약 10%만큼의 일정한 축력을 가력한 다음 변위제어를 통해 최대 10%의 변위비만큼 각 변위 사이클당 2회씩 반복 재하하여 가력을 수행하였다. 실험 결과 2겹의 12K CFRP sheet 보강의 경우 누적에너지소산이 6.6배 증가하였으며, 4겹의 경우 9.6배 증가하였다.

In this study, to improve the seismic performance of the existing nonresistant designed concrete column, 80% of the column area was reinforced with a 12K vertical CFRP sheet and epoxy resin; the seismic performance was evaluated. For the experiment, a quasi-real-large column was manufactured at a laboratory unit, and a constant axial force was applied by about 10% using a hydraulic pooling jack and then repeatedly loaded twice per displacement cycle by up to 10% drift ratio by displacement control. According to the experiment, reinforcement of 2 layers of a 12K CFRP sheet increased cumulative energy dissipation by 6.6 times, and that of 4 layers increased by 9.6 times.