본 연구실은 철근콘크리트(RC) 건물의 내진성능 평가와 내진보강 기술 개발에 중점을 두고 있습니다. 최근 국내외에서 발생한 지진으로 인해 기존 건축물의 내진성능 확보가 매우 중요한 이슈로 부각되고 있으며, 이에 따라 본 연구실은 다양한 내진성능 평가법을 개발하고 있습니다. 특히, 일본 내진진단 기준 및 국내 실정에 맞는 평가법을 바탕으로 저층 및 중·저층 RC 건물의 내진성능을 정량적으로 평가할 수 있는 방법론을 제시하고 있습니다. 실험적 연구와 비선형 동적해석, 신속 내진평가법 등 다양한 접근법을 통해 실제 건축물의 지진 취약성을 진단하고, 신뢰성 있는 내진성능 평가 결과를 도출하고 있습니다. 내진보강 기술 개발 측면에서는 기존의 강도증진형 내진보강법의 한계를 극복하기 위한 다양한 신기술을 연구하고 있습니다. 예를 들어, 프리캐스트 모듈러 보강블록, 콘크리트충전강관(CFT), 프리스트레싱 프레임, 강재슬릿댐퍼, 카고메 트러스 등 혁신적인 보강공법을 실물 실험과 해석을 통해 검증하고 있습니다. 이러한 내진보강법은 시공성, 경제성, 접합부 일체성, 거주성 등 실제 현장 적용에 필요한 다양한 요구조건을 충족시키도록 설계되었습니다. 또한, 내진보강 후의 구조적 성능 향상과 지진 피해 저감 효과를 실험적으로 입증하고, 비선형 해석을 통해 보강 전후의 내진성능을 비교·분석합니다. 이러한 연구는 국내외 표준 및 설계기준에 부합하는 동시에, 실제 지진 발생 시 건물의 안전성을 극대화하는 데 기여하고 있습니다. 본 연구실의 내진성능 평가 및 보강 기술은 학교, 공동주택, 공공건물 등 다양한 유형의 건축물에 적용되어, 사회적 재난 예방과 국민 안전 확보에 중요한 역할을 하고 있습니다.

본 연구실은 구조물의 최적설계 분야에서도 선도적인 연구를 수행하고 있습니다. 특히 하모니서치(Harmony Search) 알고리즘을 기반으로 한 구조 최적설계 기법을 개발하여, 트러스 구조물, 철근콘크리트 구조물, 모듈러 건축물 등 다양한 구조 시스템의 효율적이고 경제적인 설계를 실현하고 있습니다. 하모니서치 알고리즘은 기존의 수치해석 기반 최적화 기법과 달리, 초기값에 민감하지 않고 전역 최적해를 탐색할 수 있는 장점이 있어, 복잡한 구조 시스템의 설계 변수 최적화에 매우 효과적입니다. 이 알고리즘을 활용하여 부재 단면, 재료 배치, 보강 위치 등 다양한 설계 변수를 동시에 고려한 최적설계가 가능하며, 실제 건축물의 내진성능 향상과 자원 절감, 공사비 절감 등 실질적인 효과를 도출하고 있습니다. 또한, 이산 및 연속 변수의 혼합 최적화, 페널티 함수 도입, 구조물의 비선형 거동을 반영한 설계 등 다양한 응용 연구를 통해 구조공학 분야의 혁신을 이끌고 있습니다. 최근에는 모듈러 건축물, 초고층 구조물, 내진보강 시스템 등 신기술 적용 분야로 연구를 확장하고 있습니다. 이러한 연구 성과는 국내외 학술지 및 특허로 다수 발표되었으며, 실제 구조물 설계 및 시공 현장에 적용되어 구조 안전성, 경제성, 시공성 등 다양한 측면에서 우수한 평가를 받고 있습니다. 하모니서치 기반 구조 최적설계 기술은 미래 건축 및 토목 구조물의 설계 패러다임을 변화시키는 핵심 기술로 자리매김하고 있습니다.

본 연구실은 철근콘크리트 구조물의 내진성능에 영향을 미치는 재료 열화, 특히 철근 부식 및 콘크리트 열화에 따른 구조성능 저감 평가에 대한 연구도 활발히 수행하고 있습니다. 실제 건축물은 장기간 사용에 따라 재료의 성능이 저하되고, 특히 해안지역이나 노후 건축물에서는 철근 부식이 구조적 안전성에 큰 영향을 미칩니다. 본 연구실은 실험적 연구와 비파괴 검사(NDE), 유한요소해석(FEA) 등을 통해 손상된 부재의 구조성능 저감 메커니즘을 규명하고, 내진성능 저감계수 산정 방법을 개발하고 있습니다. 철근 부식 정도에 따른 구조성능 저감, 잔존 내진성능 평가, 손상도 판정, 내진보강 필요성 판단 등 실질적인 내진 안전성 평가법을 제시하고 있으며, 실험실 및 현장 데이터를 바탕으로 신뢰성 높은 평가 모델을 구축하고 있습니다. 또한, 손상 구조물의 내진보강 효과와 보강 후 성능 회복 정도를 정량적으로 분석하여, 실제 내진보강 설계 및 유지관리 전략 수립에 기여하고 있습니다. 이러한 연구는 노후 건축물, 지진 피해 건축물, 해안 및 도서지역 건축물 등 다양한 환경에서의 구조물 안전성 확보에 필수적입니다. 본 연구실의 재료 열화 및 손상 구조물 내진성능 평가 기술은 국가적 재난 예방, 건축물 생애주기 관리, 사회적 안전망 구축에 중요한 역할을 하고 있습니다.