Study on Fire Performance of Stud Connectors

스터드커넥터의 내화성능에 관한 연구

  • Published : 2009.08.31

Abstract

This research aims to conduct a pilot study for the in-fire performance of headed studs, commonly used in composite structures over the world. The robustness of the shear studs in fire appears to be a key element to govern the composite behaviour after a sudden local instability developed in structures such as trusses and cellular beams. In order to experimentally evaluate the residual strength of studs in fire, the standard push-out test was modified for a half of the original set-up to be equipped with a furnace. The adjustments allow the steel section to have a 3-sided exposure against fire. Under the Standard ISO fire, the modified push-out tests under loading were conducted to identify the failure mechanism of the studs in relation to temperature developments.

본 연구는 합성구조에 사용되는 스터드커넥터의 화재시 성능에 대한 연구이다. 스터드커넥터는 전단연결재로 가장 폭넓게 사용되고 있으며, 콘크리트와 강재를 일체화시켜 합성 성능을 확보한다. 스터드커넥터에 대한 상세 내화성능은 아직 명확한 자료가 없으며, 향후 성능설계에서 무피복 합성보 등에 대한 설계 자료로 요구 된다. 본 실험의 스터드커넥터 성능시험은 푸시 아웃 실험을 변형하여 특수 전기로와 결합 ISO 표준온도곡선을 기본으로 거동 성능실험을 수행하였으며, 화재 조건의 파괴 형상을 기반으로 성능 분석 방법을 제안하였다.

Keywords

References

  1. 천성철, 주영광, 정광량, 김상대, '비대칭 유공 합성보 iTECH beam의 휨성능평가', 대한건축학회논문집 구조계, 18권, 4호(2002)
  2. 김상섭, 김상모, 김성배, 서동기, 김규석, '단순지지 T형 합성보의 휨거동에 관한 실험적 연구', 한국강구조학회논문집, 16권, 2호(2004)
  3. 국토해양부, '건축물의 피난·방화구조 등의 기준에 관한 규칙', 국토해양부령, 제36호(2008)
  4. ACI 216R-89, 'Guide for Determining the Fire Endurance of Concrete Elements'(1989)
  5. European Committee for Standardisation, ENV 1993-1-2: Eurocode 3: Design of Steel Structures. Part 1.2: General Rules: Structural Design for Fire, Brussels, BE(1993)
  6. European Committee for Standardisation, ENV 1994-1-2: Eurocode 4: Design of Composite Steel and Concrete Structures. Part 1.2: General Rules:Structural Fire Design, Brussels, BE(1994)
  7. 김성배, 최승관, 한상훈, 'H형강 합성보의 화재거동에 관한 실험적 연구', 한국화재소방학회논문집, 제22권, 2호 (2008)
  8. 최승관, 김성배, 'TSC 합성보의 화재 시 거동 및 전열특성에 관한 실험적 연구 - 철근 보강과 하중비에 의한 내화성능의 영향', 대한건축학회논문집 구조계, 제24권, 1호(2008)
  9. 한상훈, 최승관, 김희주, '비대칭 H형강을 사용한 슬림플로어 보의 내화성능에 관한 연구', 한국강구조학회 논문집, 19권, 4호(2006)
  10. S.K. Choi, I.W. Burgess and R.J. Plank, 'Performance in Fire of Long-Span Composite Truss Systems', Engineering Structures, Vol.3, No.3, pp.683-694(2008) https://doi.org/10.1016/j.engstruct.2007.05.016
  11. 한국강구조학회, 'KBC 2009 강구조설계' (2009)
  12. I.M. Vest, 'Investigation of Stud Shear Connector for Composite Concrete and Steel T-beam', ACI Journal, Vol.27(1956)
  13. J.G. Ollgoard, R.G Slutter and J.W. Fisher, 'Shear Strength of Stud Connectors in Lightweight and Normal-weight Concrete', AISC Engineering Journal, Vol.8, No.2(1971)
  14. 松井, 平城, '頭付府きスタッドの强度評價式の誘導', 日本土木學會構造工學論文集, Vol.35A(1989)
  15. 金圭石, 金相燮, 'スタッドコネクタのセん斷耐力と合成はりの擧動に關する實驗的硏究', 日本建築學會構造系論文報告集, 第389号 , pp.79-87(1988)
  16. 日本建築學會, '鋼構造耐火設計指針'(1999)
  17. Michael Spearpoint, 'Fire Engineering Design Guide', 3rd Edition(2008)