Due to the nature of modern society, buildings are becoming larger and more complex. As a result, the design conditions of the building are changing. However, despite the complexities of buildings, the fire resistance performance is still equalized to one hour without considering fire engineering analysis in Korea, so there is a risk according to actual fire design conditions. Therefore, the purpose of this study is to calculate the required fire resistance time for actual fire through fire mechanics analysis and case study.
2008년 7월 21일 고시한 국토해양부의 고강도 콘크리트 내화성능 관리기준에 따라 50MPa 이상의 고강도 콘크리트는 내화성능을 확인하여 건축물에 적용 가능하게 되었다. 이에 본 연구는 60, 80, 100MPa의 고강도 콘크리트를 대상으로 섬유종류, 섬유길이, 혼입량에 따른 콘크리트의 역학적 특성을 파악하고 아울러 피복두께에 따른 내화성능을 검토하여 국토해양부 관리기준에 만족하는지 파악하고, 초고층 건축물에 있어서 고강도 콘크리트를 적용하기 위한 내화성능 확보방안을 마련하고자 하였다.
Many kinds of fire-stop sealants have been used for joint sealing, cable penetration part sealing and fireproof structure finishing etc in building sectors which need water-proofing and fire-stop properties. But, fire-stop sealant itself has no specific industry standards in Korea even though there are so many required properties for the application. So, in this study, for the evaluation, we adopted and applied UL standard 94(UL 94) which is commonly used for the fire retardant testing in inflammable materials like plastics and rubbers in electronics industry. In this study, we demonstrated fire resistance properties of each fire-stop sealants which varied with different formulation, thickness and origins available in Korea. Overall, fire stop sealant had better fire resistance performance than normal construction sealant. And the thicker the material, the better the fire resistance performance was. Because there is no national or industry guideline for fire stop sealant itself, each sealant products showed different level of performances under UL94 desigation. Even certain product had very poor fire proof propeties although it claims it can be used for the application.
본 연구는 3시간 내화성능을 만족할 수 있는 고성능 무내화피복 CFT 기둥 개발을 위한 연구로서, 고로슬래그 미분말 치환율에 따른 성능평가를 실시한 결과 고로슬래그 미분말 치환율이 증가함에 따라 내화성능이 개선되는 것을 확인 할 수 있었으며, 내화성능을 고려한 CFT 기둥용 100MPa 충전콘크리트의 고로슬래그 미분말 적정 사용량은 40%로 나타났다. 이에 따라 고로슬래그 미분말 40% 혼입 100MPa 충전콘크리트를 적용한 CFT 실물 시험체를 대상으로 재하하중별 내화시험을 실시한 결과 재하하중이 증가함에 따라 내화성능 발현시간이 감소하는 것으로 나타났으며, 재하하중 2,000kN에서는 240분 이상의 내화성능을 나타내었고, 3,000kN에서는 184분, 4,000kN에서는 120분의 내화성능을 나타내었다.
건축 구조물의 주요 구조부는 중력하중의 전달과 수평하중을 견디도록 설계, 시공되어야 함을 물론이고, 화재의 고열환경에서 부수적으로 발생되는 온도에 의한 추가하중을 지지하도록 설계되어야 한다. 강구조 건축물에서의 보부재는 중력 및 횡력 방향의 하중에 더 강한 지지력을 확보하기 위하여 H형강 웨브부분에 콘크리트를 충전하는 타입의 개발 및 적용이 이루어져 왔으나, 내화성능의 평가는 거의 이루어지지 않은 상태이다. 따라서 본 논문에서는 H형강 보부재의 웨브에 일반강도의 콘크리트로 충전된 시험체를 대상으로 열전도 해석에 의한 내화성능과 재하가열시험을 통한 내화성능을 각각 제시하고 상관성을 비교분석하였다.
High Performance Concrete(HPC) has been widely used in high-rise building. The HPC has several benefits including high strength, high fluidity and high durability. However. spatting is susceptible to occur in HPC and HPC also tends to be deteriorated in the side of fire resistance performance at fire. This paper focuses on the analysis of the temperature history and residual compressive strength with finishing material, in order to protect HPC from sudden-high-temperature, which is one of the main reason spatting occurs. Test results show that spalling occurs in all specimens. The most serious spalling took placed in HPC covering fire enduring spray-on material, whose covering thickness is 20mm but temperature history indicates that fire enduring spray effectively protected HPC from fire for more than 2hours. In addition, residual compressive strength ratio of HPC using fire enduring paint was more than $90\%$ of original strength, thus minimizing spatting and indicating significant fire resistance performance.
국내의 내화성능평가는 대부분 사양적설계 방법인 품질시험을 통해 이뤄지고 있다. 하지만 시험 특성상 많은 비용과 시간을 요구하며 다양한 건축구조에 대한 내화성능평가에는 어려움이 많다. 따라서 본연구에서는 성능적 설계를 위한 연구로 유한요소 구조해석 프로그램인 ABAQUS를 사용해 H형강 휨재를 대상으로 변수에 따른 열응력 해석을 통해 내화성능을 검토하며, 하중비별 한계온도를 제안한다.
The purpose of this study was to develop and evaluate of fire resistive cladding systems for HSC(high-strength concrete) column, which was mainly constructed with aerogel blanket insulation material. The aerogel blanket-fire protective gypsum board cladding system showed that it clearly secure the fire resistance performance of HSC column when the reinforcing measures had achieved for four cross-sectional edge sides of structure and the system is well continued during the test period with no significant deformation or separation etc. It was checked out the 20mm thickness cladding system consist with AG(5mm)+FGB(15mm) can secure 3hour-fire resistance performance adequately.
Performance based fire engineering design is being adopted around the world as a rationed means of providing efficient and effective fire safety in Building. This development is being supported by the adoption of performance based codes which specify the objective and minimum performance requirements for fire safety traditional design for fire safety which is still practiced in many countries, relies on "prescriptive" codes which specify how a building is to be built, which no statement of objective and little or no opportunity to offer more rational alterative design. It is the aim of this study to investigate and analyze the research direction of structural fire resistance design of RC structures for recommendation of PBD in Korea.
본 연구는 100 MPa급 고강도 콘크리트 기둥에 대하여 횡구속력 보강 및 내화보강 공법 적용 유무에 따른 내화성능을 평가하기 위하여 표준화재 재하조건에서 내화실험을 실시하였다. 실험결과, 띠철근을 적용한 실험체의 경우 43분의 내화성능을 만족하여 내화구조로써 적용할 수 없는 것으로 나타났으며, 동일체적비로 띠철근을 대체한 와이어로프를 적용할 경우 별도의 내화처리 없이 69분의 내화성능을 만족하여 4층 이하 건물에 적용할 수 있는 것으로 나타났다. 또한 띠철근을 대체한 와이어로프 및 폭렬방지를 위한 Fiber-Cocktail 혼입공법을 혼합 적용 할 경우 180분의 내화성능을 만족하여 12층 초과 건물에 적용할 수 있는 것으로 나타났다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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