권호 표지

한국강구조학회 논문집 (Journal of Korean Society of Steel Construction) (Journal of Korean Society of Steel Construction)

한국강구조학회 (Korean Society of Steel Construction)

  • 격월간
  • /
  • 1226-363X(pISSN)
  • /
  • 2287-4054(eISSN)

과학기술표준분류

  • 건설/교통 ＞ 시설물안전/유지관리 기술

Aim & Scope

The Journal of Korean Society of Steel Construction is a representative journal of the KSSC and it has published technical papers covering a broad classification involving steel structural research and applications. The Journal was launched in 1989, and its abbreviated title is “J Korean Soc Steel Const”. The Journal aims to reach not only researchers, but also practicing engineers, designers and fabricators who will most likely benefit from the published research results. Contributions on research findings that are suitable for practical applications are especially welcome. The scope of the journal of the KSSC encompasses, but is not limited to, the following areas: stability, fatigue, non-linear behavior, dynamics, reliability, earthquake resistance, wind resistance, fire resistance, design codes, computer-aided analysis and design, optimization, connections, fabrications and maintenance of the building, bridge, off-shore structures, stadiums, transmission towers, marine vessels, storage tanks, pressure vessels, aerospace structures, and pipelines.

http://paper.kssc.or.kr KSCI KCI

제9권4호통권33호

  1. 장정환;이정휘;김성곤;장승필 467
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    모달실험 기법의 강부재 손상발견 적용성에 대한 실험적 연구를 수행하였다. 단경간 및 2경간 강재보에 손상을 모사한 단계적인 절단을 가하면서 모달실험을 반복하고, 손상 정도에 따른 모달 파라미터의 변화를 관찰하였으며, 실험 결과를 검증할 목적으로 수치해석을 병행하였다. 고려한 모달 파라미터는 고유진동수(Frequency), 변위 모드형상(Displacement Mode Shape), 변형률 모드형상(Strain Mode Shape)이며, 이들 모달 파라미터를 구하기 위하여 가속도계와 변형률계를 사용한 모달실험을 실시하였다. 각각의 손상단계에서 손상에 의한 변위 모드형상과 변형률 모드형상의 변화를 위치에 대해 정량적으로 나타내기 위하여, CoMAC과 Modal Vector Error를 사용하였다. 고유진동수는 손상의 정도가 심해짐에 따라 감소하는 경향을 보였으며, 손상의 위치를 발견하는 데에 가장 효과적으로 사용될 수 있는 것은 변형률 모드형상이었다.
  2. 유봉현;이명재;김원기 479
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    강구조 건축물의 접합에서 강접합, 단순접합 이외에 반강접합의 이용이 고려될 수 있다. 반강접합의 장점으로서는 시공의 용이성과 부재의 효율적인 모멘트 분배가 가능하다는 점이다. 본 연구는 기존의 T-stub를 더 많은 회전능력이 생기도록 한 개량 T-stub를 접합요소로 선정하여 중층정도의 건축물에의 적용 가능성을 확인하기 위한 연구의 기초적 단계이다. 연구방법으로서는 개량 T-stub의 역학적 거동을 조사하기 위한 개량 T-stub요소의 인장 및 압축 실험과 개량 T-stub를 이용한 기둥-보 접합부의 단순재하실험이 실시되었다. 실험결과로부터 개량 T-stub의 정성적인 거동을 파악하였고, 개량 T-stub를 이용하면 반강접합으로서의 가능성도 확인하였다.
  3. 최준혁;조선규;장동일 489
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    현재 국내에서 공용되고 있는 철도 교량은 약 3,000여개이며, 그 가운데 강교량이 차지하는 비율은 47% 정도로서 도로교에 비해 강교량이 차지하는 비율이 훨씬 높은 것을 알 수 있다. 또한, 강철도교의 장지간 교량의 대부분이 강판형과 트러스 형식을 채택하고 있으며, 이들 교량은 대부분이 30년 이상의 공용이력을 갖고 있어 각 교량에서 피로 및 부식에 의한 손상이 진행되고 있을 것으로 예상된다. 따라서 본 연구에서는 강철도교의 내하력과 내구성에 기초한 유지관리의 구축 및 이들의 데이터 베이스화를 위한 기초적인 단계로서 철도교에서의 응력빈도 특성 및 충격의 영향을 조사하는 것을 목적으로 하고 있다. 이들을 수행하기 위해 강철도 교량을 대상으로 시험차량에 의한 동적 주행시험을 통하여 충격계수를 산정하였으며, 이로부터 교량지간별, 교량형식별 그리고 차량의 주행 속도별 충격의 영향을 평가하였다. 또한, 공용하중하의 실동응력파를 획득하고 Rainflow Counting Method에 의한 빈도해석을 실시하여 응력범위 히스토그램을 산출하였으며, 트러스 형식별, 통과 열차별, 구조 부재별에 따른 응력분포 특성을 비교, 고찰하였으며, 이로부터 피로손상의 정도를 평가하였다. 그 결과, 트러스교에 있어서는 하현재와 세로보의 응력범위가 가장 큰 것으로 나타났으며 응력빈도 분포의 형태는 교량의 형식, 하중체계 그리고 통과량에 따라 크게 달라짐을 알 수 있었다. 또한 충격의 영향은 지간뿐만 아니라 차량의 주행속도에 크게 좌우됨을 알 수 있었다.
  4. 장병순;류은열;주재환 501
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    뒴비틀림 효과를 고려한 곡선보의 일반적 거동은 Vlasov에 의해 제시된 미분 방정식으로 표시된다. 곡선 격자형교의 최대 전단력, 최대 휨 모멘트, 최대 순수비틀림 모멘트, 최대 뒴비틀림 모멘트, 최대 바이모멘트를 계산하기 위하여 곡선 격자형교에 작용하는 활하중의 재하위치를 찾는 것이 중요하고 영향선을 이용하여 쉽게 계산할 수 있다. 본 연구는 곡선격자교의 구조적 거동을 해석하기 위해서 곡선보는 Vlasov에 의해 제시된 곡선부재의 뒴비틀림효과를 고려한 거동에 관한 기초 미분 방정식으로 유한차분법을 도입하였고, 격벽(Diaphragm)을 보의 상대적 변위의 항으로 나타내기 위해서 강성도법을 도입하여 각각 정식화시켰고 이를 이용하여 단위 수직하중 및 단위 비틀림 모벤트에 의한 I-형 곡선격자교의 전단력, 휨 모멘트, 순수비틀림 모멘트, 뒴비틀림 모멘트, 바이모멘트의 영향선을 구하였다.
  5. 김두환;박용걸;김성훈;한석규 515
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    마그네슘 금속 복합재의 열처리 및 섬유 강화재 방향에 따른 효과를 파악하기 위하여 인장강도 및 피로해석이 연구되었다. TEM 관측에 따라 시편은 섬유 강화재와 마그네슘 복합기지 사이의 시효 열처리된 변형된 계면이다. 인장실험 결과로부터 시효 처리된 시편의 극한 인장강도는 주조상태의 시편보다 시효 처리시 화학반응에 의한 섬유 강화재-기지간의 접합강도 약화로 감소하였다. 피로균열 거동실험은 균열거동 방향이 섬유 강화재 방향과 수직인 시편과 균열거동 방향이 섬유 강화재 방향과 평행한 시편을 실험하였다. 피로균열 거동해석을 비교해보면 섬유 강화재와 하중방향이 수직인 시효처리된 시편의 경우가 주조상태의 시편보다 피로균열 거동에 더 크게 저항하였다. 반대로 섬유 강화재 방향에 평행한 주조상태의 시편은 섬유 강화재 방향에 평행한 시효처리된 시편보다 피로 균열거동에 더 크게 저항함을 알 수 있었다.
  6. 김원기 523
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    현존하는 매립형 합성기둥의 한계상태설계법은 합성재로서의 단면과 재료의 성능을 정의하는 설계식에 비논리적이며 모호한 부분을 내포하고 있다. 본 연구는 기존의 설계식을 제정하는데 사용한 과거의 연구자료를 조사하며 비논리적이며 모호한 점들을 분석하였다. 즉, 합성단면으로서의 항복강도와 탄성계수의 환산, 좌굴강도를 산정하는데 영향을 주는 설계식에서 단면2차모멘트 대신에 단면적의 사용. 강재 단면과 콘크리트 단면의 단면2차반경 중에서 큰 값의 적용등을 분석하였다. 본 연구는 기존의 설계식을 개선하며 두 가지 방법의 설계식을 제안하였으며 이 방법들은 실무 설계에 곧바로 적용될 수가 있다.
  7. 조선규 535
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    공용중에 있는 철도 교량의 거동 상태를 평가하는 데 있어서는 각 부재에 대한 현장 실측을 통하여 하중의 분배와 발생응력 등을 파악하는 것이 가장 정확하나 이는 매우 어렵다. 그래서. 현장 실측을 거치지 않고 자료조사 및 현지 외관조사 등으로 획득이 가능한 교량의 형식, 각 부재의 손상 정도 및 위치, 열차 교통 특성 등의 간접자료를 사용하여 대상교량의 발생응력을 추정하는 것에 대한 연구가 필요하다. 따라서, 본 연구에서는 교량에서 발생하는 부재의 응력변화 특성을 정량적으로 평가하기 위하여 여러 가지 손상중에서도 부식에 의한 단면의 감소와 강성의 변화를 고려하여 시물레이션에 의한 부재의 발생응력을 구하였다. 이로부터 각 부재의 발생응력의 정도와 면화를 조사하였으며 각 부재간의 상호관계를 고찰하였다. 그 결과 단면의 감소에 따라 트러스 주부재에 발생하는 응력은 대체적으로 선형적으로 증가하고 하현재가 가장 크게 영향을 받는 것으로 나타났다. 또한, 부재에 발생하는 응력의 증가량은 각각의 부재에 발생하는 응력의 증가량을 더하므로서 큰 오차없이 계산될 수 있음을 알 수 있었다.
  8. 용환선;김석태;박재일 543
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    일반적으로 합성형 교량에 있어서 강판형과 콘크리트 슬래브 사이의 일체성은 강재와 콘크리트라는 이질재료의 접합부 사이에 위치한 전단연결재의 강성과 배치간격에 의해 영향을 받게 된다. 따라서 전단연결재는 두 재료가 일체로 거동할 수 있도록 충분한 강성을 가져야만 하며, 강성이 부족하게 되면 접촉면에서 미끄러짐이 발생한다. 이때, 미끄러짐의 발생을 고려한 것을 불완전합성형이라 한다. 본 논문에서는 불완전합성형의 해석에서 복잡한 계산과정을 거치지 않고 불완전율에 따라서 전단연결재의 강성과 간격을 산정하는 간이추정법에 대하여 연구하였으며, 단면과 지간에 따른 형특성, 불완전율, 하중작용점에 따라서 전단연결재에 작용하는 수평전단력, 축력 등의 변화양상을 간단한 영향선으로 나타내었다. 또한, 해석 예로서 Newmark의 partial interaction theory이론을 기초로 한 블완전합성형의 기초미분방정식을 적용하여 불완전율에 따라서 1) 스프링상수와의 관계 2) 축력 및 수평전단력과의 관계 3) 응력 및 중립축과의 관계를 고찰하였다.
  9. 김기동;고만기;이상수 557
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    이 연구의 목적은 매우 큰 지진하에 휨 모멘트에 의해서만 항복하는 부재와 휨 모멘트와 축 방향력에 의하여 항복하는 부재를 모델 할 수 있는 보-기둥 요소를 개발하는데 있다. 이 요소는 직렬 힌지 모델 (one-component series hinge model)로 간주 될 수 있으며, 축 방향 강성도 변화와 축 방향 소성 변형을 고려 할 수 있고 또한 단조, 주기, 임의 하중 등을 적절히 모델 할 수 있는 경화 법칙 (hardening rules)을 고려한다. 일반적으로 이 요소는 실험 결과 및 화이버 모델 (fiber model)에 비교하여 볼 때 기존의 이직선 힌지 모델 (bilinear hinge model)보다 우수한 거동을 보였고 모멘트 저항 뼈대 구조물의 강 부재의 보-기둥 거동을 적절하게 모델 할 수 있었다. 개발된 보-기둥 요소는 지진 하중하에서 구조물의 전체적인 거동과 설계에 필요한 국부 변형량을 기존의 이직선 힌지 모델 보다 매우 정확하게 예측 할 수 있다.
  10. 권장섭;장승필;조서경 579
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    사장교의 시공 특성상 여러 가지 원인에 의하여 오차가 발생하고, 복잡한 시공 과정을 거치는 동안 오차가 누적되어 점점 확대된다. 따라서, 설계와는 상당히 달리 부재에 불리한 응력분포와 교량의 과도한 처짐 등이 발생할 수 있다. 부재의 응력분포와 교량의 기하형상을 바람직한 방향으로 수정하기 위해 사장교의 시공 중에 케이블의 장력보정이 불가피하다. 기존의 장력보정 방법은 오차 단위의 차이를(케이블 장력과 주형의 처짐 등) 고려하기 위하여 최적화 과정 중에 가중치 계수를 사용하여야 한다. 하지만 이 가중치 계수를 결정하는 것이 쉽지 않고, 한 차례의 보정을 실시한 후에도 오차가 설계허용범위를 벗어날 때는 새로운 가중치 계수를 도입하여 여러 번 반복 수행해야하므로 상당한 시간이 요구된다. 본 연구에서는 이와 같은 점을 고려하여 선형퍼지회귀분석기법을 케이블 장력보정에 적용하였다. 이 방법은 설계자의 의도와 시방 규정을 선형최적화 문제의 구속 조건의 형태로 정식화 과정에 포함시킬 수 있고, 기존의 방법보다 빠르게 현장에서의 장력보정을 수행할 수 있다.
  11. 김창우;최성모;강도안;김동규 589
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    냉간성형된 데크플레이트는 건물의 바닥슬래브에 콘크리트 타설시 거푸집용으로만 주로 사용되었으나, 콘크리트와의 일체성을 높임으로써 주인장재 역할을 할 수 있는 합성용 데크가 등장하고 있다. 본 논문은 새로 개발된 합성용 데크의 구조성능 평가를 위한 연구의 결과를 제시하고 있다. 신형상의 데크는 콘크리트와 데크사이의 합성효과를 개선하기 위하여 locking rib와 dove tail 및 강력한 엠보싱이 추가되었다. 콘크리트와 데크플레이트사이의 합성효과를 규명하기 위하여 28개의 실험체가 실험되어 졌다. 본 연구의 중요, 변수는 스팬, 데크플레이트 두께, 지지조건, 지지점에 전단연결재의 유무등이다.
  12. 한성천;윤석호;장석윤 601
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    본 연구에서는 4개의 변수로 구성된 단순화된 고차전단변형이론에 근거한 복합적층판의 휨과 진동결과를 해석하였으며 적층판의 배열형태는 중립축을 중심으로 역대칭으로 적층되어있고 변수를 1개 줄여 해석하여도 기존의 고차전단변형이론의 결과와 비교하여 정확도에 큰 차이가 없음을 알 수 있었다. 단순화된 고차전단변형이론에 의한 결과를 1차전단변형이론과 3차전단변형이론에 의한 해와 비교 분석하였으며 복합재료 설계자나 이론과 실험의 상관관계를 연구하는 연구자 혹은 프로그램의 정확도를 검증하려고 하는 수치해석자들을 위해 결과자료들을 도표화하였다.
  13. 이명우;최성모;김동규 611
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    연직하중을 받는 콘크리트충전 원형강관기둥 외다이아프램 접합부의 거동을 파악하고자 실험을 통하여 그 내력을 평가하고 각 변수에 따른 영향도를 분석하였다. 이를 위해 다층골조의 보-기둥을 실물크기 1/4규모로 모델화시켜 총 20개의 실험체를 제작하였으며 스티프너 보강유무, 스티프너 폭, 강관두께, 강관과 스티프너의 용접유무 등을 주요변수로 두어 본 연구를 수행하였다.
  14. 이상수 625
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    기초 분리 기법과 분리 장치의 지진 하중에 대한 구조물의 에너지 전달력의 감소 효과에 대한 인식은 증가되어 왔으나, 기초 분리 교량의 지진 응답을 예측하기 위한 수단으로 사용되는 비선형 동적 해석 방법은 소요되는 경비 및 장비의 제한으로 설계용으로는 제한적이다. 본 연구는 기초 분리 교량의 설계에 있어서 시간 이력 해석법에 의하지 않고, 탄성 해석법의 적용을 위한 기초 자료로써, 지진 발생시 구조물의 비선형 응답의 해석의 탄성 해석법 적용성을 검토하였다. 본 연구는 기초 분리 교량의 하중-변위를 항복전과 항복후 상태로 분리하여, 주기 이전과 유효 주기, 모드 기여율의 변화를 고찰하였다. 또한, 교각 높이별 P.C교에 인공 지진파를 이용한 시간 이력 해석을 수행하여 분리 장치의 상태 변화를 고려한 모드 해석법과 비교하였다. 해석 결과, 분리 장치의 상태 변화는 주로 제1 모드 주기에 영향을 미치며, 지진 응답은 분리 장치의 상태 변화에 따라 지배되나 일정 범위로 수렴하였다. 이에 bilinear 분리 장치에 의한 비선형 지진 응답의 유효 강성에 의한 모드 해석의 적용 가능성을 확인하였다. 또한, bilinear 장치로 기초 분리된 교량에 대해 교각 높이 변화를 고려한 선형 탄성 해석과 비선형 시간 이력 해석 결과를 비교하였다.
  15. 이상수;유철수 637
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    제1편에서 언급한 바와 같이 기초분리 장치의 사용은 지진의 위험으로부터 구조물의 안전을 유지시키고, 지진 응답 감소에 필요한 비선형 거동은 교체가 용이한 분리장치에 국한 함으로써 구조물의 중요 부재들은 탄성 거동을 확보할 수 있다. 본 연구는 강재 Damper를 사용한 교량의 지진 응답에 대하여 연구하였다. 강재 Damper의 특성에 따른 응답을 분리 장치의 매개 변수 영향 별로 분리하여 검토 함으로써 지진시 거동을 파악하고, 적정한 분리 장치를 선정 할 수 있는 기준과 단순화된 설계 방법을 제시하였다. 제시된 시방서 형식의 설계 방법은 비선형 스펙트럼에 의한 모드 해석법으로, 관성력 또는 기초 분리 장치를 포함한 연결부 및 하부 구조의 높이별 설계력을 비교적 정확하게 평가될 수 있다. 따라서 제시된 설계 방법은 기초 분리된 교량의 기본 또는 최종 설계용으로 사용될 수 있을 것이다. 또한, 설계 방법의 타당성 검증을 위해 bilinear 이력의 강재 Damper를 사용한 P.C 교량에 대해 인공 지진파를 이용한 비선형 시간 이력 해석과 설계 응답 스펙트럼에 의한 탄성 수치 해석을 수행하여 단순 설계 방법과 비교 검토하였다.
  16. 정경수;최성모;김동규 649
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    강관에 콘크리트를 충전하는 경우, 콘크리트 충전강관 기둥은 뛰어난 내력과 변형성능을 발휘한다. 그리고 콘크리트의 축열효과에 의해서 일정시간은 내화피복 없이도 내력을 유지할 수 있다. 화재발생동안 콘크리트 충전강관 기둥의 거동을 알아보고자 강관과 콘크리트의 온도에 따른 특성치 변화를 가정하고 온도 해석 및 축력-모멘트관계에 대한 수치해석을 수행하여 시간변화에 따른 변수별로 비교평가하였다. 온도에 따른 특성치는 기존문헌의 데이터를 이용하였으며 온도해석은 범용 해석프로그램인 ANSYS로 유한요소해석을 하였고 이를 바탕으로 내력에 대한 수치해석을 수행하였다.
  17. 장승필;임창균 659
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    합성 박스형 교량의 비선형 온도분포로부터 유발되는 열응답(thermal response)은 여러 변수들의 영향을 받는다( 기상조건, 재료상수, 교량의 위치 및 방향, 단면형상 등). 본 논문에서는 계절, 교량의 위치 및 방향, 단면형상 그리고 몇 가지 재료특성치의 변화가 합성 박스형 교량의 축변형 곡률 및 응력에 미치는 영향 파악을 위해 매개변수해석을 수행하였으며, 이 해석을 수행하기 위한 2차원 시간 종속적 유한요소모델에 대해 간략히 언급하였다. 먼저, 매개변수들이 하루동안의 곡률 변화에 미치는 영향에 대해 고려하고, 최대 곡률을 나타내는 시간의 합성 박스형 단면의 은도 및 응력분포에 미치는 영향에 대해 고려하였다. 최종적으로, 이 매개변수들의 변화가 온도에의한 축변형, 곡률 및 응력의 일최대값에 미치는 영향에 대해 고려하였다. 온도에의한 영향은 경우에따라서는 사하중이나 활하중이 구조물에 주는 영향만큼 클 수 있고 또한 강합성교의 설계시 바닥판 콘크리트 슬래브와 강재들보와의 온도차를 $10^{\circ}C$로 가정하고, 동시에 온도의 분포가 콘크리트 슬래브단면과 강재들보단면에서 일정하다고 가정하고 구한 온도응력은 실제 온도하중의 영향을 과소평가할 수 있다.
  18. 오상진;이병구;이인원 673
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    이 논문에서는 회전관성과 전단변형이 변화곡률 아치의 고유진동수에 미치는 영향을 분석하였다. 임의의 변화곡률을 갖는 등단면 아치의 자유진동을 지배하는 미분방정식을 유도하였으며, 유도된 미분방정식에 회전-회전, 회전-고정 및 고정-고정의 단부조건을 갖는 포물선, 원호 및 타원 아치를 적용하여 수치해석하였다. 해석결과로서 무차원 변수인 아치높이 지간길이비 및 세장비 변화에 따론 최저차 4개의 무차원 고유진동수를 산출하였다.
  19. 황원섭 683
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    본 연구는 강제 라멘교각 접합부 panel zone의 전단거동특성에 대하여 검토한 것이다. 여기에서는 접합부 시험체 20개에 대한 재하실험 결과와 3가지의 FEM해석 모델에 대한 결과를 제시 하였다. 이와같은 실험및 해석결과를 비교 검토한 결과, panel zone의 강도와 변형 성능은 단면적비와 전단좌굴등에 의하여 감소하는 경향을 보이고 있음을 알 수 있었다. 따라서 본 연구에서는 이상의 결과를 기초로 panel zone의 강도와 변형성능에 대한 새로운 평가식을 제안하였으며, 또한 기존의 라멘교각 접합부에 대한 변형성능에 관해서 검토하였다.
  20. 장동일;황윤국;김정호;조태준 697
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    기존 프리플렉스 합성형 교량의 당면한 문제점은 하부 플랜지의 콘크리트 인장균열발생을 여하히 제어할 수 있느냐 하는 점이다. 본 논문에서는 이와 같은 문제점을 해결하기 위해 하부 플랜지 콘크리트부에 정적량의 PC강재를 도입하여 콘크리트에 압축력을 추가로 도입하므로써 프리플렉스 합성형이 전단면 압축(Full Prestressing)상태로 거동하도록 하는데 목표를 두고 검토하였다. 또한 이 과정에서 기존의 프리플렉스 합성형의 장점을 저해하지 않는 형고 및 단면의 유지 또는 개선과 경제성을 잃지 않도록 하였다. 여기서 개발한 새로운 개념의 합성형을 리프리스트레스트 프리플렉스 합성형(Represtressed Preflexional Composite Beam : 이하 RPF 합성형)이라 하고 해석, 설계, 시공의 전과정에 걸처서 작성된 유한요소해석프로그램(D.A.R.P.)을 이용하여 그 출력을 실물모형실험을 통해 비교, 검증하므로써 기존 프리플렉스 합성형의 문제점을 개선하면서도 경제성을 지는 거동특성을 확인할 수 있었다.