• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제9권3호
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• pp.203-212
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• 2005

섬유질 단열재는 주로 폐신문지로 만드는 데, 내화성능을 위해 내화재로 처리된다. 내화재로 인해 연소가 되지 않을 뿐 아니라, 연기도 나지 않는다. 섬유질 단열재의 열저항은 유리섬유나 암면보다 더 뛰어나다. 섬유질 단열재는 폐지로 만들어지므로 폐기시에는 잘 부식되고, 내재에너지 또한 매우 작은 친환경 단열재이다. 국내 건축물에 섬유질 단열재를 광범위하게 이용하기 위해서는 국내 건축법규 상의 단열규정에 적합한지 여부를 판단할 수 있는 물리적 성능 테스트가 필요하다. 따라서 국내에서 생산되는 섬유질 단열재에 대한 열전도율 및 내화성능 실험을 ASTM C 518과 ASTM C 1485에 근거하여 실시하였다. 국내생산 섬유질 단열재는 동일밀도의 미국제품에 비해 열전도율이 약 5%정도 높게 나타났다. 이러한 결과는 폐지원지의 섬유질이 서로 다른데서 기인하는 것으로 판단된다. 습식분사방식과 공기충진방식 모두 온도가 $5.5^{\circ}C$ 상승할 때 마다 약 1.5%씩 열전도율이 높아지는 것으로 나타났다. 섬유질 단열재의 내화성능은 내화재의 함유량에 비례하여 일정하게 증가되는 것으로 나타났다. 높은 내화성능으로 인해 불에 약한 우레탄폼이나 스치로폼을 대체할 수 있다. 섬유질 단열재의 열전도율은 시편의 온도가 $4-43^{\circ}C$인 경우 $0.037-0.043W/m{\cdot}K$로 나타났다. 이는 국내 건축법규 상의 "나"등급에 해당하는 값이다. 내화재가 열전도율에 미치는 영향은 미미하였으며, 내화재가 전혀 들어있지 않은 경우가 가장 열전도율이 높게 나타났다. 섬유질 단열재의 단열성능은 유리섬유나 암면에 비해 뛰어나고, 스치로폼이나 우레탄폼에 비해 내화성능은 훨씬 뛰어나다. 따리서, 물리적인 성능을 고려한다면 위의 기존 단열재들을 대체할 수 있다. 섬유질 단열재는 스치로폼이나 우레탄폼에 비해 값도 싸므로 국내에서도 더욱 폭 넓게 사용하는 것이 추천된다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제24권1호
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• pp.97-107
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• 2020

본 연구에서는 화재시 매입형 합성기둥의 높은 축력비에 따른 내화성능을 알아보기 위해 유한요소해석 프로그램(ANSYS)을 통한 해석을 실시하였다. 온도에 따른 응력-변형률 곡선을 적용하여 ASTM E 119 가열곡선과 축력비 0.7, 0.6, 0.5에 따른 과도상태 열전달해석 및 정적구조해석을 실시하였으며, 해석조건과 동일한 조건에서의 재하가열실험을 실시하였다. 또한, 기준식(Eurocode 4)에 따라 가열시간에 따른 합성기둥의 공칭압축강도를 산정하고, 축력비로 나타내어 해석값 및 실험값과 비교하였다. 해석 및 실험과 기준(Eurocode 4)을 통해 가열시간에 따른 단면별 온도분포를 확인하고, 이에 따른 내화성능을 측정해 비교분석하였다. 유한요소해석 결과 축력비 0.5에서는 내화시간 180분으로 실험값과 유사한 값이 도출된 반면, 축력비 0.6, 0.7에서 내화시간 150분과 60분이 도출되어 실험결과에 비해 다소 높은 결과가 도출된 것을 알 수 있었다. 그리고 기준식(Eurocode 4)에 따라 산정한 축력비에 따른 내화시간이 실제 실험값에 비해 다소 낮게 평가하고 있다는 것을 확인하였다. 그러나 축력비 0.7에서는 기준(Eurocode 4)이 실험값에 비해 다소 높게 평가하는 것을 확인하였다. 이에 따라 고축력에서의 매입형 합성기둥의 내화특성(시간-축력비 관계)을 확인하고, 도출된 매입형 합성기둥의 실험 및 해석데이터를 Eurocode기준의 검증의 자료로 활용할 수 있을 것으로 보인다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제10권4호
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• pp.329-336
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• 2008

도심지 생활 편의를 위한 효율적인 교통 네트워크가 요구되고 있다. 그러나 과밀한 교통 네트워크는 교통체증은 물론 지반환경에 좋지 않은 영향을 주고 있어 터널 및 지하공간에 대한 효율적인 사용과 개발이 요구된다. 지난 20년간 전세계에서 많은 터널 화재사고가 발생하였으며, 그 결과 인명 및 구조물 피해는 물론 경제적으로 큰 손실을 초래하였다. 산악터널의 경우에는 화재 발생에 따른 터널 라이닝의 손상이 터널 안전성에 큰 영향을 주지는 않을 것이다. 그러나, 쉴드터널, 침매터널, 개착터널의 콘크리트 라이닝은 구조부재로 사용되는 관계로 화재 발생이 터널 붕괴로 이어지는 위험성을 안고 있다. 본 연구의 목적은 새롭게 개발된 시멘트계 내화재료로 피복된 터널 철근 콘크리트 라이닝의 내화성능을 평가하기 위함이다. 콘크리트 라이닝 시편을 대상으로 독일의 RABT 내화곡선(최고온도 $1,200^{\circ}C$), 네델란드의 RWS 내화곡선(최고온도 $1,350^{\circ}C$)을 이용하여 실험을 실시하였으며, 그 결과 RABT 내화곡선 하에서는 30mm의 내화피복만으로도 우수한 내화성능을 확인할 수 있었다.

• 한국화재소방학회:학술대회논문집
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• 한국화재소방학회 2013년도 춘계학술대회 초록집
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• pp.4-5
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• 2013

프리스트레스트된 프리캐스트 콘크리트 부재는 장경간이 가능하고 공장생산으로 품질관리가 용이하다. 그러나 프리스트레싱 텐던이 화재에 노출되는 경우 일반 철근에 비해 급격하게 강도를 상실해 구조물의 붕괴로 이어질 수 있다. 국내의 경우 실험에 기초한 내화성능에 대한 연구는 활발히 이루어지고 있으나 그에 반해 성능기반 설계법이 활성화 될 때 요구되는 수치해석적인 연구는 많이 부족한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 문헌조사를 통해 이전에 수행된 실험 데이터를 통해 현재 외국에서 활발히 사용되는 수치해석 프로그램을 검증하고 수치해석 모델링을 통해 각각의 내화시간에 따른 적절한 피복 두께를 제안하였다.

• 한국화재소방학회:학술대회논문집
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• 한국화재소방학회 2007년도 춘계학술논문발표회 논문집
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• pp.89-94
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• 2007

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제16권5호
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• pp.112-120
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• 2012

본 연구는 고강도 콘크리트 부재의 고온 하에서의 내화성능을 평가하기 위하여 내부증발 및 크리프를 고려한 해석적 모델들을 제시하였다. 내화성능의 평가는 열팽창, 수분확산, 크리프 모델 및 구조해석을 통하여 폭렬진행과 내화시간의 2가지 단계로 구분하였으며, 해석프로그램을 사용하여 사전재하조건에서부터 화재에 따른 부재의 폭렬 및 파괴까지의 전반적인 해석을 수행하였다. 콘크리트가 화재에 노출되면 콘크리트 표면에서의 수분뿐만 아니라 콘크리트 내부에서의 수분도 수분의 평형 및 전달조건에 의하여 증발이 발생된다. 화재시 콘크리트 부재 내부의 수분변화를 예측하기 위하여 부재 내부의 임의의 위치에서의 상대함수율을 산정하기 위하여 유한요소방식을 적용하였다. 이러한 해석적 모델 및 해석프로그램의 정확성을 검증하기 위하여 해석적 결과와 다른 연구자들에 의한 여러 가지의 실험데이터와 비교하였으며, 그 결과 해석프로그램은 하중, 단면조건, 부재길이, 콘크리트 강도 등 여러 가지 변수들에 대하여 고강도 콘크리트 부재의 내화성능을 해석적으로 잘 평가하고 있는 것으로 나타나고 있다.

• 한국화재소방학회논문지
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• 제28권1호
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• pp.20-25
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• 2014

강구조 건축물의 기둥부재 내화성능은 접합부의 경계조건과 기둥부재의 길이에 따라 변화되지만, 내화성능 평가는 실험장비의 제약과 기술적 요인으로 인하여 힌지단과 3500 mm 길이 조건으로 이루어지고 있다. 그러나 실제 강구조물에 적용되는 기둥부재는 부지조건과 설계조건에 따라 다양한 경계조건과 길이의 변화를 가져올 수 있으며, 이에 대한 내화성능의 평가는 대상으로 고온 시의 재료특성과 해석적 이론을 바탕으로 고온 시 구조적 성능을 평가하여, 경계조건과 길이 변화에 따른 내화성능의 기본 자료를 도출하였다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제25권1호
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• pp.71-80
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• 2013

구조, 시공 및 내화측면에서 우수한 콘크리트충전강관(CFT)부재에 대해서 구성재료의 강도가 높은 경우 즉, 콘크리트 압축강도가 100MPa 이상이면서 강관의 항복강도가 650MPa 이상인 경우에 대한 내화성능 평가실험 및 해석적 연구는 미비한 실정이다. 본 연구에서는 이러한 부재에 대해서 내화성능 거동을 파악하고자 ${\Box}-400{\times}400{\times}15$, 부재길이 3,000mm인 실물대 중심재하 내화실험을 행하였다. 실험변수는 중심축력을 5,000kN과 2,500kN로 하였다. 실험결과, 고강도 콘크리트의 폭렬 및 콘크리트 내부 균열에 의하여 축하중이 클수록 조기에 내력을 상실하였다. 또한, 유한차분법과 변형률적합조건을 이용한 비정상온도해석 및 응력해석을 수행하였으며, 고강도 재료모델은 Eurocode모델을 이용하였다. 해석모델은 시간-축변위 관계를 합리적으로 예측할 수 있었다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제17권4호
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• pp.75-83
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• 2013

본 연구에서는 탄소섬유판을 이용하여 표면매입 보강된 철근콘크리트 부재의 내화성능에 관한 연구로서 온도변화에 따른 탄소섬유 판의 인장시험, 에폭시의 상태변화 실험, 그리고 온도변화에 따른 부착성능에 관한 일련의 실험연구를 실시하였다. 실험연구로부터, 부착강도의 측면에서 콘크리트를 보강하기 위한 효율적인 보강방법은 표면매입 보강이며, 이 보강법은 상온에서는 그 효과가 매우 높지만, 비록 낮은 온도일지라도 주변온도가 높아질 경우에는 보강효과가 현저히 저하될 수 있음을 확인하였다. 특히, 주변 온도가 에폭시의 화학적 성질이 변화하기 시작하는 유리전이 온도에 근접할 경우, 부착기능이 상실되기 시작하므로 구조물의 안전한 내화설계를 위해서는 부착용으로 사용되는 에폭시의 성능을 개선시키고 또한 섬유보강재의 성능개선이 시급한 것으로 사료된다.

• 한국화재소방학회:학술대회논문집
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• 한국화재소방학회 2013년도 추계학술대회 초록집
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• pp.31-32
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• 2013

건축 구조물의 내화성을 판단하기 위한 가장 보편적인 방법은 가열로에서 규정된 표준가열곡선에 따라 시험하는 것이다. 이러한 방법은 건축 구조물의 내화성을 빠르고 쉽게 판단하기에는 적합하나 지식의 발전과 함께 증가하는 성능기반설계법에 대해 합리적인 근거를 제시하지 못하고 있다. 따라서 본 논문에서는 실제 화재에서 발생할 수 있는 국부화재에 대한 강재 기둥의 거동에 대해 평가하고 그에 대한 기초자료를 제시하고자 하였다.