Study on the Fire Resistance Performance of the TSC Beam

TSC 합성보의 내화성능에 관한 연구

  • Received : 2005.10.15
  • Accepted : 2005.12.12
  • Published : 2006.02.27

Abstract

The purpose of this paper is to evaluate the fire resistance of the TSC beam, a composite beam composed of a concrete beam enclosed by steel plates. Since a discrepancy was observed between the structural mechanisms of TSC and typical composite beams, the fire performances of the two beams are likewise believed to be partially dissimilar. In this experiment, small and medium-sized TSC beams were tested under given conditions in the laboratory, with/without one of the most widely used spray-on fire protections in Korea. Furthermore, based on the steel and concrete properties under elevated temperatures that were obtained from Eurocode, temperature development across the section was suggested, analyses. To determine the capacity of a modified plastic section, th e fire performance of the model was also examined.

복합 구조 시스템은 강재와 콘크리트의 합성으로 내화성능이 우수할 것으로 판단된다. 그러나 복합구조의 내화성능에 대한 연구는 아직 초기 단계로 기둥과 보 등의 부재에 대한 내화실험 결과가 일부 발표 되었으나 합성보에 대한 자료는 거의 없다. 이에 본 연구에서는 TSC 합성보의 내화성능 평가를 위해 내화실험과 수학적 및 수치 해석적인 방법을 통해 평가하였다. 내화실험은 형상의 종류와 가력 하중, 내화피복재 보강방법 등을 변수로 실험을 실시하였다. 또한 수치 해석 중 강재와 콘크리트의 재료특성은 Eurocode에 준하였으며 온도의 변화는 열전도 FE 해석과 수학적인 방법을 사용하였다.

Keywords

References

  1. KS F 2257(1999), '건축 구조 부재의 내화 시험 방법', 한국 산업규격
  2. 건설교통부 고시(2000) 제2000-93호
  3. 민병렬(2001) '국내 내화법규 및 제도', 대한건축학회 국제세미나, 내화기술 발전방향
  4. 김욱종, 문정호, 이리형(2001) '단부 RC조와 중앙부 철골조로 이루어진 RS 보의 전단내력에 관한 연구', 대한건축학회 논문집, 17권 6호, pp. 27∼34
  5. 권인규, 지남용, 이세현(2002) '철골 기둥 및 보부재의 허용온 도에 관한 실험적 연구', 대한건축학회논문집 구조계, 18권 10호, pp. 45∼52
  6. 천성철, 주영규, 정광량, 김상대(2002) '비대칭 유공 합성보 iTECH beam의 휨성능평가', 대한건축학회 논문집, 18권 4호 pp. 67∼74
  7. 문재대, 곽명근, 허병욱, 배규웅, 문태섭(2003) '층고 절감형 합 성보의 휨성능에 관한 실험적 연구', 학술발표회 논문집, 한국강구조학회, pp. 485∼492
  8. 이지운, 김도훈, 김성배, 이창남, 김상섭, 김규석(2004) 'TSC 합성보의 제작방법에 따른 구조적 거동에 관한 실험적 연 구', 대한건축학회 학술발표논문집, 24권 1호, pp. 59-62
  9. ISO 834-1(1999), Fire Resistance Tests - Elements of Building Construction and Materials
  10. Andrew H. Buchanan(2001) 'Structural Design for Fire Safety', John Wiley & Son, LTD
  11. European Committee for Standardization, ENV 1993- 1-2: Eurocode 3(1993): Design of Steel Structures. Part 1.2: General Rules: Structural Design for Fire, Brussels, BE
  12. European Committee for Standardization, ENV 1994-1- 2: Eurocode 4(1994): Design of Composite Steel and Concrete Structures. Part 1.2: General Rules: Structural Fire Design, Brussels, BE, 1994
  13. Huang, Z., Platten, A and Roberts, J.(1996) 'Nonlinear finite element model to predict temperature histories within reinforced concrete in fires, Building and Environment, 31(2)', pp. 109-118 https://doi.org/10.1016/0360-1323(95)00041-0
  14. AISC(2003), 'Steel Design Guide 19, Fire Resistance of Structural Steel Framing'
  15. 日本建築學會(1999), '鋼構造耐火設計指針'
  16. 日本建築學會(2004), '建物の火災診斷及び補修⋅補强方法'