Abstract
The behavior of concrete structures subject to fire is complex, depending on many factors. The factors usually considered in research include the level and endurance of temperatures in concrete and reinforcing bars, the mechanical properties of the steel and concrete, moisture contents, cover thickness, existence of eccentricity, and member geometry among others. Although there are a few sophisticated numerical models which can trace the effects of these important parameters on the residual capacity of reinforced concrete columns damaged by fire, practical predictive formulas are in need for rapid yet reasonable assessment in practice. The practical formulas are developed in this study for fire-damaged normal strength reinforced concrete square columns, which can approximate the predictions of those sophisticated numerical models with ease in use. The formulas take into account the effects of exposure time to fire, concrete strength, reinforcement ratio and sectional area. The developed formulas are seen to correlate with the predictions of numerical model in a reasonable agreement. Some examples are also presented in determining the residual strength, safety and additionally needed strengths for a fire-damaged reinforced concrete column.
화해를 입은 콘크리트 구조물의 거동은 많은 변수에 따라 영향을 받는 복잡한 현상을 나타낸다. 연구에서 고려되는 변수들은 콘크리트 및 철근이 받는 온도크기 및 가열시간, 콘크리트와 철근의 기계적 물성, 함수율, 피복두께, 편심유무, 기둥단면형상 등을 들 수 있다. 이러한 주요변수들이 화해를 입은 기둥의 잔존내력에 미치는 영향을 추적할 수 있는 수치해석 모델이 존재하나 실무에서 용이하게, 그러나 어느 정도 정확성을 갖고 화해 입은 기둥의 잔존내력을 예측할 수 있는 실용예측식이 필요하다. 본 연구에서는 이 목적을 위하여 화해를 입은 보통강도 철근콘크리트 정방형 기둥에 대하여 수치해석적 모델에 의한 잔존내력 예측치를 근사적으로 산정할 수 있는 실용예측식을 개발하였다. 개발된 식은 화해시간, 콘크리트강도, 철근비, 기둥단면크기의 영향을 고려한다. 개발된 실용예측식에 의한 잔존내력값은 수치해석 모델에 의한 잔존내력값을 비교적 근접하게 예측하였다. 화해를 입은 보통강도 철근콘크리트 기둥에 대한 잔존내력, 안정성 및 추가 필요내력의 산정 등에 대한 예제를 수록하였다.
