이 연구 주제는 교량, 강구조, 콘크리트 구조물과 같은 대형 사회기반시설의 거동을 수치적으로 정밀 해석하고, 설계 효율을 높이기 위한 전산 기반 구조공학 기술에 초점을 둔다. 연구실의 논문과 학술발표 이력을 보면 기하비선형 해석, 공간보의 뒤틀림 효과, 시공단계를 고려한 프리스트레스트 콘크리트 교량 해석, 규격 단면을 갖는 대형 철골구조물의 최적설계 등 구조해석의 이론과 실무를 연결하는 주제가 지속적으로 수행되어 왔다. 이는 복잡한 구조 시스템의 안전성과 경제성을 동시에 확보하려는 연구실의 핵심 정체성을 잘 보여준다. 연구 방법론 측면에서는 유한요소해석, 강성행렬 기반 모델링, 기하비선형 거동 분석, 좌굴 및 변형 평가, 이산 단면 최적화 알고리즘 등이 주요 도구로 활용된다. 특히 실제 구조물은 이상화된 단순 모델과 달리 비선형성, 시공순서, 경계조건 변화, 재료 특성의 불확실성 등 다양한 요인의 영향을 받기 때문에, 연구실은 이러한 요소를 반영한 정교한 해석 모델을 구축하는 데 강점을 가진다. 나아가 교량 상판, 지하 구조물, 무조인트 교량, 반일체식 교대교량 등 다양한 토목구조물을 대상으로 수치해석 모델의 적용성과 신뢰성을 검증하는 방향으로 연구가 확장되고 있다. 이러한 전산구조해석 및 최적설계 연구는 구조물의 초기 설계 단계뿐 아니라 유지관리, 성능평가, 보수보강 의사결정에도 큰 가치를 제공한다. 설계안의 경제성과 시공성을 사전에 검토하고, 장기 거동을 예측하며, 재료 사용량과 중량을 줄이면서도 안전성을 확보할 수 있기 때문이다. 향후에는 복합재 구조재, 센서 기반 계측 데이터, 디지털 트윈 기술과 결합하여 해석-설계-유지관리의 전 주기를 통합하는 지능형 구조설계 체계로 발전할 가능성이 크다.

이 연구 주제는 프리스트레스트 콘크리트(PS 콘크리트)와 PSC 거더, 연속교, 세그멘탈 교량 등 프리스트레싱 기술이 적용된 구조물의 해석, 설계, 시공 및 장기 거동 평가를 중심으로 한다. 연구실의 대표 키워드에 PS콘크리트구조와 교량공학이 명시되어 있으며, 관련 논문과 학술대회 발표에서도 부분 포스트텐셔닝, 2차 모멘트를 이용한 연속화, 프리캐스트 세그멘탈 교량, U형 PSC 교량, 무조인트 교량 장기거동 분석 등 교량 구조의 실제 문제를 다루는 연구가 꾸준히 확인된다. 이는 연구실이 PSC 구조의 구조적 원리와 현장 적용성을 동시에 중시하는 실용지향적 연구실임을 시사한다. 구체적으로는 프리스트레스 도입 과정에서 발생하는 응력 재분배, 정착부 주변 거동, 시공단계별 하중 변화, 장기 처짐과 온도 영향, 교량의 연속화에 따른 내력 변화 등을 정량적으로 분석하는 연구가 중요하게 다뤄진다. PSC 구조물은 초기 긴장력의 확보와 손실 관리가 구조 성능에 직접적인 영향을 주기 때문에, 연구실은 긴장력 변화와 구조 응답을 함께 고려하는 설계 및 해석 방법에 관심을 가져왔다. 또한 사각 조건, 경간 연장, 교대 형식, 무조인트 구성 등 실제 교량 설계에서 빈번하게 마주치는 변수들을 대상으로 수치해석을 수행해 실무 활용도가 높은 결과를 도출하고 있다. 이 연구의 사회적 의의는 노후 교량의 안전성 확보와 신설 교량의 성능 향상에 있다. PSC 교량은 국내외 도로 인프라에서 널리 사용되기 때문에, 정확한 거동 예측과 합리적 설계기준 수립은 유지관리 비용 절감과 공공안전 강화로 이어진다. 앞으로는 장기 계측 데이터와 구조해석을 연계한 성능기반 설계, 무조인트 및 반일체식 교량의 내구성 향상, 복합재료를 적용한 차세대 PSC 구조 개발 등으로 연구가 더욱 고도화될 수 있다.

이 연구 주제는 콘크리트 구조물과 PSC 거더 내부의 응력, 변형률, 긴장력 손실, 손상 발생을 실시간으로 계측하기 위한 센서 시스템과 상태 모니터링 기술 개발에 초점을 둔다. 연구실의 주요 논문에서는 매립형 센서를 활용해 포스트텐션 PSC 거더의 시공 상태와 손상을 모니터링하였고, FBG 센서와 EM 센서를 결합한 하이브리드 센싱으로 프리스트레스트 텐던의 인장력을 추정하는 연구가 수행되었다. 또한 다수의 등록특허에서 헤테로코어 광섬유 센서를 이용한 매립형·노출형 응력 측정 센서모듈과 쉬스관 일체형 센서 기술이 제시되어, 연구실이 구조건전성 모니터링 분야에서 실용 기술 개발 역량을 갖추고 있음을 보여준다. 기술적으로는 광섬유 기반 센서의 곡률 변화, 광 출력 변화, 변형률 응답 등을 이용해 콘크리트 내부 응력과 PS 텐던 긴장력의 변화를 정밀하게 읽어내는 것이 핵심이다. 이러한 센서는 외부 환경의 영향을 상대적으로 적게 받고, 구조물 내부에 매립되어 장기간 안정적인 계측이 가능하다는 장점이 있다. 연구실은 센서 설치 위치, 정착구와 쉬스관 사이의 연결 방식, 중간부 계측의 민감도, 하중 작용에 따른 응력 분포 차이 등을 실험적으로 검증하여 실제 구조물에 적용 가능한 계측 체계를 발전시켜 왔다. 더불어 인공지능 기반 추정기법을 접목해 계측 데이터로부터 텐던 긴장력을 보다 정교하게 역추정하는 연구도 함께 수행되었다. 이 연구는 구조물의 전 생애주기 안전관리 체계 구축에 직접 연결된다는 점에서 중요하다. 시공 중 긴장력 손실을 파악하고, 사용 중 발생하는 손상이나 성능 저하를 조기에 감지하며, 보수보강 시점을 합리적으로 판단할 수 있기 때문이다. 향후에는 센서 네트워크, 무선 계측, 데이터 기반 이상탐지, 디지털 트윈과 결합해 교량과 콘크리트 구조물의 스마트 유지관리 플랫폼으로 발전할 수 있으며, 이는 노후 인프라 관리와 재난 예방 측면에서도 높은 파급효과를 가진다.