• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2008년도 추계 학술발표회 제20권2호
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• pp.945-948
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• 2008

내화 성능은 화재에 견디는 부재의 능력을 나타내는 하나의 척도이다. 콘크리트 기둥에서 내화성능은 많은 요인에 영향을 받는데, 주요 인자로는 강도, 밀도, 수분 상태, 화재 강도, 기둥의 크기 및 형상, 철근 상세, 하중 상태 및 골재 형태 등이 있다. 그런데, 고강도 콘크리트는 보통강도 콘크리트에 비하여 폭렬이 쉽게 발생하는 것으로 알려져 있다. 그리고 화재 시 고강도 콘크리트 기둥의거동은 이러한 폭렬에 큰 영향을 받는다. 따라서 폭렬제어를 위하여 PP섬유를 혼입하는 방법이 연구되고 있고 건설현장에서 성공적으로 적용되고 있다. 그런데 이러한 고강도 콘크리트의 내화 특성 향상뿐만 아니라 고강도 콘크리트 기둥의 내화 성능 평가 방법의 정립 또한 중요한 문제라고 할 수 있다. 따라서 본 연구에서는 폭렬이 제어된 고강도 콘크리트 기둥에 대하여 내화 성능 평가 방법에 따라 그 성능의 변화 양상에 대하여 연구를 수행하였다.

• 방재기술
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• 통권35호
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• pp.24-30
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• 2003

• 콘크리트학회지
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• 제10권5호
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• pp.109-115
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• 1998

철근콘크리트 구조물이 과소설계되어 있거나 과다 하중이 작용하게 되면 그 구조물의 구조성능을 파악하여 보수.보강을 시행하게 된다. 최근에 가장 맣이 사용되는 보수.보강 재료로는 특히 휨내력을 보강하는데 탄소섬유를 들 수 있다. 탄소섬유쉬트는 내열성과 내호염성에 있어서 회재가 발생할 경우 보강재료로서 충분한 성능을 가지고 있다. 그러나 이를 접착시키는데 사용되는 에폭시는 유기계 물질로서 화재시 유독가스가 발생하고 내열성능도 30$0^{\circ}C$정도에도 지탱하기 어려워 화재 발생이 가능한 구조물에 사용하기 어렵다. 이 연구에서는 무기계 폴리머 복합재료로 접착된 탄소섬유를 고온(약 800~100$0^{\circ}C$, 1시간)으로 가열한 후 가열된 섬유판의 인장, 휨 전단내력을 검토하여 내열성능을 파악하고 이 섬유쉬트로 보강한 철근콘크리트 부재의 휨 성능을 실험적으로 규명하여 화재의 위험이 있는 구조물에 구조적인 보강재료로 사용이 가능한가를 검토하였다. 연구 결과, 개발된 무기계 폴리머 복합체는 인장강도, 휨강도 및 접착강도가 유기계 접착제와 유사하게 나타났고 800~100$0^{\circ}C$ 정도로 1시간 가열한 이후에도 상온 시험체 휨내력과 전단내력의 63%, 33% 정도를 유지하여 화재의 위험이 있는 부위에도 사용이 가능한 것으로 판단되었다.

• 한국전산유체공학회:학술대회논문집
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• 한국전산유체공학회 2011년 춘계학술대회논문집
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• pp.373-378
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• 2011

As the number of deeply-underground subway station(DUSS) increases, the safety measures for DUSS have been requested. In this research, Shingumho station (The line # 5, Depth: 46m) has been selected as case-study for the analysis of smoke-spread speed with the different fire strength. Field test data measured for actual fan in DUSS was applied as a condition of a simulation. The whole station was covered in this analysis and total of 4 million grids were generated for this simulation. The fire driven flow was analyzed case by case to compare the smoke-spread effect according to the fire strength. in order to enhance the efficiency of calculation, parallel processing by MPI was employed and large eddy simulation method in FDS code was adopted.

• 한국화재소방학회논문지
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• 제23권4호
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• pp.7-12
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• 2009

고강도 콘크리트(HSC)는 화재 시 $100^{\circ}C$ 이상에서 부재내부의 수분 증발로 인하여 발생한 수증기가 수밀한 콘크리트에 갇혀 피복이 탈락되는 폭렬현상이 발생한다. 콘크리트의 폭렬을 제어할 수 있는 방안으로는 폴리프로필렌 섬유(PP섬유)를 혼입하는 방법이 가장 효율적인 것으로 보고되었다. 그러나 일정량 이상 PP섬유의 사용은 폭렬저감에 효과가 없으며 특히, 초고강도 콘크리트의 시공성을 저하시킬 것으로 판단된다. 따라서 본 연구에서는 콘크리트 강도 60MPa에서 최적의 PP섬유량을 도출하고 120MPa 초고강도 콘크리트에서 시공성을 확보하기 위하여 PP섬유를 대신하여 PP분말 및 폴리비닐알콜(PVA)섬유를 사용한 기둥실험체의 내화실험 및 잔존강도 실험을 수행하였다. 실험결과 60MPa 실험체에서 PP섬유 함유량이 0%에서 0.2%까지 증가 할수록 잔존 축강도비는 68%에서 85%까지 증가하였으나, PP섬유 함유량이 0.2% 이상에서는 잔존강도의 증가가 거의 나타나지 않았다. 또한, 120Mpa 실험체에서 내화성능과 시공성을 함께 고려할 경우 PVA섬유가 가장 합리적인 것으로 나타났다.

• 한국화재소방학회논문지
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• 제26권6호
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• pp.64-71
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• 2012

60 MPa급, 100 MPa급 고강도 철근콘크리트 기둥에 대하여 횡구속력 보강공법(와이어로프)과 내화보강공법(Fiber-Cocktail) 적용 유무 및 하중비에 따른 내화성능을 평가하기 위하여 표준화재 재하조건에 내화실험을 실시하였다. 실험결과 60 MPa급 고강도 콘크리트 기둥의 경우 와이어로프를 적용함으로써 화재시 축방향의 연성이 향상되며, 내화성능은 23 % 이상 향상되는 것으로 나타났다. 또한 와이어로프를 적용할 경우 하중은 설계하중의 70 % 수준이 적정하다고 판단된다. 100MPa급 고강도 콘크리트 기둥에 와이어로프와 Fiber-Cocktail을 적용할 경우 띠철근만을 적용한 경우보다 내화성능이 4배 이상 향상되는 것으로 나타났으며, 100MPa급 고강도 콘크리트 기둥에 내화성능을 확보하기 위해서는 하중은 설계하중의 70 % 미만으로 설정하는 것이 적정하다고 판단된다.

• 한국화재소방학회논문지
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• 제5권3호
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• pp.5-14
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• 1991

본 논문에서는 산업안전 공학의 중요부분의 하나인 산업안전모와 화재진압시 소방관들이 쓰는 방수모의 안전도가 어느 정도인가를 각종 실험장치를 50cm. 100cm, 120cm, 높이의 변화를 주어 가면서 같은 중량으로 낙하시켜 물체에 의한 낙하시 충격에 견디는 힘의 상태. 주파수 분석기에 의한 강도 및 bend의 응답신호 등을 연구하였다. 그 결과 안전모와 스프링상수와 관계, 두뇌부분과 지면사이에서의 충격흡수력. 탄성력 등이 어느 정도인가를 수식 및 실험을 통해 알아봤을 때 산업현장에서 사용하는 안전모보다는 방수모의 탄성력과 강도력이 컸으며 또한 충격흡수력도 양호하다는 것을 알 수 있었다. 그러나 Goldsmith, W.의 “Response of a realistic human head-neck model to impact” Vol.100. 1978. pp.25-52의 실험연구결과 기준치를 보면 인간두뇌에 충격물체로 부터 전달되는 충격파의 흡수력은 뇌파의 신경을 파손시키지 않으려면 최소한도의 주파수범위가 400Hz, 증폭화 0.00310 이하 이여야 된다고 역설하였다. 그러나 우리나라의 방수모 강도의 안전성 및 bend의 충격흡수력은 410-810Hz의 주파수치가 나타났다. 고층에서 일정중량의 물체로 충격을 받았을 때 어느 정도로 흡수력을 방수모 bend에서 받아들어야만 두뇌신경에 충격적인 영향을 끼치지 않나 하는 우리 실정에 맞는 기준치가 설정되어야만 할 것으로 안다. Goldsmith ,W. 박사의 연구결과에 의한다면 국내에서 생산되는 산업안전모보다는 강도 및 충격흡수력이 양호하나 국제수준에는 못미치고 있었다. 이제 우리 방수모도 강도뿐만 아니라 방수모 내부의 bend 즉, 방수모와 두부 사이에 충격흡수력 장치를 좀더 과학적인 실험방법으로 개선되어 화재 진압시 물체낙하로 인한 두부보호에 좀더 노력을 기울일 필요가 있어야 될 것이다. 한편 방열복을 입은 상태에서 불길에 뛰어 들었을시 내부의 온도변화, 인체에 미치는 영향 등은 실험장치 불족으로 많은 문제점이 발생, 보다 심층의 연구가 필요할 것을 인식하였으나 뒤로 미룬채 마무리 지었다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제23권3호
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• pp.377-384
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• 2011

화재에 취약한 고강도 콘크리트 구조물의 화재 피해를 보다 정확하게 예측하기 위해서는 다양한 구조물의 설계 조건과 가열 조건 하에서 열적 특성을 고려하는 연구가 필요하다. 따라서 이 연구에서는 단면 크기, 피복 두께, 철근 배근을 다르게 한 고강도 콘크리트 기둥을 제작하여 다른 가열 조건하에서 가열하였을 때 발생하는 내부 온도 분포와 폭렬을 관찰하였다. 내부 온도 분포는 콘크리트 타설 전 설치한 열전대를 통해서 측정하였으며 가열 전후에 측정한 콘크리트 기둥 실험체의 무게 손실률과 단면 손실률을 통해서 폭렬을 수치화 하였다. 가열 실험은 비재하 상태에서 ISO 834 화재 곡선을 따라 가열하는 실험과 화재 시뮬레이션을 통해 측정한 온도-시간 곡선을 따라 가열하는 실험의 두 가지로 나누어 수행하였다. 고강도 콘크리트 기둥은 일반적으로 고온에서 폭렬이 발생하여 내부 온도의 급격한 증가와 단면 손실을 나타내었으며, 설계 변수에 따라서는 단면이 클수록, 피복 두께가 작을수록 내부 온도 분포와 단면 손실률이 높게 나타났다. 또한 철근비가 동일한 상태에서 철근 배근을 다르게 하였을 때, 단면이 작은 철근을 여러 개 배치하는 것이 단면이 큰 철근을 적게 배치하는 것 보다 높은 온도 분포와 단면 손실을 보였다. 이 연구를 통하여 화재로 인한 고강도 콘크리트 구조물의 열적 변화를 정확하게 파악함으로써, 내화 안전성을 평가하고 현재 적용되고 있는 내화 성능 관리 기준을 보다 효율적이고 안전하게 정립할 수 있도록 하는데 유용하게 활용될 수 있을 것이라고 판단된다.

• 한국화재소방학회논문지
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• 제22권2호
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• pp.38-43
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• 2008

최근에 양방향 도로터널에서 배연효율의 증가가 요구됨에 따라 대배기에 의한 횡류식 양방향터널 배연시스템 적용이 증가되었다. 본 연구에서는 FDS Ver4.0을 사용한 수치해석을 통해 배연량과 화재강도를 변화시켜 최적배연조건을 도출하였다. 결과로, 터널 내부로 외부기류가 유입되는 경우에는 배연량을 증가시켜야 하는 것으로 나타났으며 화재지점으로 2.5m/s의 속도로 외기가 불어올 때 연기가 250m 이내로 제어되는 대배기구의 배연용량은 $244.8m^3/s$의 값으로 제어되어야 한다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제19권4호
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• pp.357-366
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• 2007

본 연구는 비대칭 H형강을 사용한 슬림플로어 보의 화재시 구조성능에 관한 실험 및 해석적 연구로서, 화재시 본 합성부재의 구조거동을 파악하여 합리적 내화설계의 자료를 얻는 것이 목적이다. 화재실험으로 계획된 여러 변수의 시험체를 제작하고 상온과 고온에서 휨실험을 수행하여 시간에 따른 온도분포, 하중-처짐 관계를 분석하였다. 해석적 방법은 설계된 단면에 대하여 완전 합성을 가정으로, 열전도 해석으로 온도분포를 구하고 재료의 잔존강도를 분할된 메쉬에 입력하여 휨강도를 예측하였다. 웨브의 두께와 깊이를 변수로 하여 슬림플로어 보의 화재시 휨내력을 고찰하였다.