철근콘크리트 구조 및 구조성능 평가
이 연구 주제는 철근콘크리트 구조물의 거동을 정밀하게 이해하고, 부재 및 시스템 수준에서 구조적 안전성을 평가하는 데 초점을 둔다. 연구실은 보, 기둥, 슬래브와 같은 주요 구조부재의 휨, 전단, 압축, 파괴 거동을 분석하며, 재료 특성과 단면 구성, 보강 방식이 전체 구조성능에 미치는 영향을 체계적으로 검토한다. 특히 건축구조 설계와 실험 기반 검증을 연계하여 실제 설계 현장에서 활용 가능한 구조해석 및 설계 지침의 고도화를 지향한다. 구체적으로는 골재 함량에 따른 콘크리트의 파괴 거동, FRP 보강 철근콘크리트 보의 전단강도 모델링, 중공슬래브의 휨·전단·진동·내화 성능 검증 등 다양한 주제를 다룬다. 이러한 연구는 재료 수준의 역학적 특성과 구조부재 수준의 응답을 연결함으로써, 구조물의 하중 저항 메커니즘을 보다 정교하게 설명하는 데 기여한다. 최근에는 비선형 정적해석, 실물 스케일 실험, 초음파 속도법 등 해석과 실험을 병행하는 접근을 통해 구조성능 예측의 신뢰도를 높이고 있다. 이 연구의 기대효과는 건축물의 안전성 향상과 함께 경제적이고 합리적인 구조설계 체계 확립에 있다. 고성능·경량화·고내구성 구조 시스템 개발은 시공성과 유지관리 효율을 동시에 개선할 수 있으며, 설계기준의 정밀화에도 직접적으로 기여한다. 나아가 철근콘크리트 구조에 대한 심층 연구는 신축 건물뿐 아니라 기존 건축물의 성능평가, 보수보강, 장기 유지관리 전략 수립의 기반이 되는 핵심 연구 분야이다.
노후 건축물 내진보강 및 유지관리
이 연구 주제는 지진 위험이 증가하는 환경에서 노후 건축물의 구조적 취약성을 진단하고, 효과적인 내진보강 방안을 제안하는 데 중점을 둔다. 연구실은 오래된 콘크리트 구조체의 노후도, 부착성능, 정착성능, 내구성 저하를 종합적으로 고려하여 실제 구조물에 적용 가능한 최적 내진보강 기준을 마련하고자 한다. 이는 과거 기준으로 설계된 건축물이 현재의 지진 안전 요구 수준을 충족하도록 만드는 데 매우 중요한 연구이다. 주요 연구 내용에는 노후화된 기존 건축물의 부착 및 정착성능 기준 제안, 개구부를 활용한 조립형 끼움골조 기반 내진보강 시스템 개발, 학교건축물과 같은 실제 건축물 유형에 대한 내진성능 평가가 포함된다. 특히 실험용 구조체가 아닌 노후도를 모사한 콘크리트 부재를 대상으로 보강효과를 검증함으로써, 기존 연구보다 현실 적용성이 높은 성능기준을 도출하려는 점이 특징이다. FRP 접착 효과, 탄소섬유시트 보강효과, 확장앵커 정착성능 등도 이 연구 축의 중요한 세부 주제이다. 이 연구는 단순한 보강공법 개발을 넘어, 국내 건축물의 장기 안전 확보와 재난 대응력 향상에 직접 연결된다. 노후 건축물에 대한 합리적인 성능평가와 맞춤형 보강기술은 사회적 비용을 줄이면서도 인명 피해를 예방할 수 있는 실질적 수단이 된다. 또한 유지관리와 성능기반 설계를 결합한 연구는 향후 도시 인프라의 지속가능한 운영, 건축물 생애주기 관리, 공공시설의 안전정책 수립에도 중요한 학술적·산업적 기반을 제공한다.
친환경 콘크리트 재료 및 순환자원 활용
이 연구 주제는 콘크리트 재료의 성능을 유지하거나 향상시키면서도 환경부하를 줄일 수 있는 친환경 재료기술 개발에 초점을 맞춘다. 연구실은 폐플라스틱, 순환골재, 시멘트 대체 파우더 등 다양한 순환자원을 활용하여 지속가능한 건설재료를 구현하고자 하며, 재활용 소재의 적용이 압축강도, 부착성능, 내구성, 초음파 특성 등에 미치는 영향을 다각적으로 분석한다. 이는 건설산업의 탄소 저감과 자원순환 확대에 대응하는 중요한 연구 흐름이다. 대표적으로 폐플라스틱을 활용한 콘크리트 골재 제조 특허, 플라스틱 플레이크 콘크리트의 초음파 속도법 적용, 순환 잔골재의 부착 시멘트 페이스트가 고강도 콘크리트에 미치는 영향, 시멘트 대체 파우더 혼입률에 따른 압축강도 특성 연구 등이 수행되었다. 또한 알칼리 활성 재료 기반 바인더 젯팅 3D 프린팅 출력물의 압축강도 향상 연구는 친환경 결합재와 첨단 제조기술을 결합한 사례로 볼 수 있다. 이러한 연구는 재활용 자원의 기능성 향상과 실용화 가능성 검증을 함께 추구한다. 이 연구의 의의는 친환경성만 강조하는 것이 아니라, 구조재료로서의 신뢰성과 현장 적용성을 동시에 확보하는 데 있다. 건설폐기물과 폐플라스틱의 고부가가치 활용은 자원순환 경제 구축에 기여하며, 친환경 콘크리트의 상용화를 앞당길 수 있다. 나아가 지속가능한 건축물 구현, 탄소중립형 건설재료 개발, 순환형 도시 인프라 조성 측면에서 본 연구는 건축공학과 재료공학의 융합적 확장을 보여주는 중요한 분야이다.
디지털 기술 기반 구조설계·진단 및 AI 응용
이 연구 주제는 전통적인 구조공학 연구를 디지털 기술과 접목하여 설계, 진단, 유지관리의 효율성과 정확성을 높이는 데 목적이 있다. 연구실은 구조물의 거동 예측, 안전진단, 설계 의사결정 지원을 위해 인공지능, 머신러닝, LLM, PINN과 같은 최신 계산기술의 활용 가능성을 탐색하고 있다. 이는 구조공학 분야가 데이터 기반·지능형 시스템 중심으로 전환되는 흐름과 맞물려 중요한 의미를 갖는다. 실제 연구 사례로는 최적화된 부스팅 알고리즘을 이용한 조적벽의 면내 횡강도 예측, PINN을 활용한 철근콘크리트 구조물의 안전진단 및 예측, 건축 구조설계 분야에서 LLM 도입에 대한 종단 연구가 있다. 또한 공사감리의 디지털 기술 활용을 위한 법제도 분석이나 건설현장에 대한 AI 기반 기술 적용 연구도 수행되어, 단순한 알고리즘 개발을 넘어 제도·실무 수용성까지 고려한 폭넓은 접근을 보여준다. 이러한 연구는 구조공학 지식과 데이터사이언스 기법의 결합을 통해 예측 정확도와 실무 활용도를 함께 높이려는 특징이 있다. 앞으로 디지털 기반 구조설계와 진단기술은 설계 자동화, 위험 예측, 유지관리 의사결정 최적화 등 다양한 영역에서 확장될 가능성이 크다. 특히 AI 도구에 대한 교육과 수용성 연구를 병행하는 점은 기술 개발뿐 아니라 실제 산업 현장 정착을 촉진한다는 점에서 의미가 크다. 이 연구는 건축구조 분야의 전문성을 유지하면서도 미래형 엔지니어링 환경에 대응하는 새로운 연구 방향을 제시하며, 구조설계·감리·유지관리 전 주기의 디지털 전환을 견인할 수 있다.