• 제목/요약/키워드: Fire-damaged FEM

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Fire Behavior of Steel Columns Encased by Damaged Spray-applied Fire Resistive Material

  • Kwak, Yoon Keun;Pessiki, Stephen;Kwon, Kihyon
    • Architectural research
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    • 제10권1호
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    • pp.1-11
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    • 2008
  • A Steel column with damaged spray-applied fire resistive material (SFRM) may exhibit reduced structural performance due to the effects of elevated temperature during fire events. Thus, the fire load behavior of steel columns with removed or reduced SFRM needs to be examined to predict the structural damage by fire. FEM analyses were performed for the flange thinning removal models in which the SFRM was reduced as a constant strip in thickness at the top flange of the column. The temperature results for all models obtained from the heat transfer analyses were included as an initial condition in the FEM structural analyses. In this study, the results of analysis show that even small remnants of SFRM led to an effective reduction of temperature at any given fire duration, and improved significantly the axial load capacity of a column as compared to the complete removal cases of SFRM.

화재피해를 입은 콘크리트 건축물의 염해 내구수명 산정 (Life Expectation of Salt Attack for Fire Damaged RC Structure)

  • 박동천
    • 한국건축시공학회:학술대회논문집
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    • 한국건축시공학회 2017년도 춘계 학술논문 발표대회
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    • pp.15-16
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    • 2017
  • The properties of concrete damaged by fire change according to the temperature. Diffusion coefficient of chloride ion also can change which affect the life expectation under salt circumstance. Diffusion coefficient was measured by NT BUILD 492 using the concrete specimen damaged by high temperature. FEM analysis was performed to predict the life expectancy which can help to diagnose the concrete diagnose and to design maintenance strategy.

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Seismic capacity evaluation of fire-damaged cabinet facility in a nuclear power plant

  • Nahar, Tahmina Tasnim;Rahman, Md Motiur;Kim, Dookie
    • Nuclear Engineering and Technology
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    • 제53권4호
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    • pp.1331-1344
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    • 2021
  • This study is to evaluate the seismic capacity of the fire-damaged cabinet facility in a nuclear power plant (NPP). A prototype of an electrical cabinet is modeled using OpenSees for the numerical simulation. To capture the nonlinear behavior of the cabinet, the constitutive law of the material model under the fire environment is considered. The experimental record from the impact hammer test is extracted trough the frequency-domain decomposition (FDD) method, which is used to verify the effectiveness of the numerical model through modal assurance criteria (MAC). Assuming different temperatures, the nonlinear time history analysis is conducted using a set of fifty earthquakes and the seismic outputs are investigated by the fragility analysis. To get a threshold of intensity measure, the Monte Carlo Simulation (MCS) is adopted for uncertainty reduction purposes. Finally, a capacity estimation model has been proposed through the investigation, which will be helpful for the engineer or NPP operator to evaluate the fire-damaged cabinet strength under seismic excitation. This capacity model is presented in terms of the High Confidence of Low Probability of Failure (HCLPF) point. The results are validated by the proper judgment and can be used to analyze the influences of fire on the electrical cabinet.

화재에 의한 사장교 케이블의 유한요소 해석 (FEM Analysis on the Damage for the Cable of Cabled-suspension Bridges by Fire)

  • 송용선;이병식;김형주;박원태
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제9권1호
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    • pp.136-142
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    • 2008
  • 최근 케이블을 이용한 현수교 또는 사장교 형식의 교량들이 건설되고 있다. 이러한 교량에서 자동차 충돌등의 사고에 의한 교량위 화재로 손상을 받는 경우가 종종 발생되고 있으나, 화재에 의한 교량구조물의 안정성에 대한 연구는 거의 없는 실정이다. 따라서 본 논문에서는 국도확장사업구간에 시공되고 있는 사장교 교량을 대상으로 하여, 상용소프트웨어인 Solid Works 2007을 사용하여 모델링하고, COSMOS FloWorks 2007소프트웨어에 의한 열전달 해석 및 열응력 해석을 통하여 와이어, 교량위 화재 발생시 와이어, 사재방재 파이프 및 그 주변에 대한 사재방재케이블의 안전을 검토 하였다. 해석변수로는 열원의 온도, 방호책과 열원사이의 거리, 풍속, 스텐인레스강관 끝단의 높이를 사용하였다.

전계-열계 유한요소해석을 이용한 저압 배선선로의 과부하 및 단락사고 발생시 전선의 온도해석에 관한 연구 (A Study on the Temperature Analysis for Cable in Overload and Short of Low Voltage Wiring using Electro-Thermal FEA)

  • 오홍석
    • 한국산업융합학회 논문집
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    • 제7권1호
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    • pp.91-96
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    • 2004
  • Overloading of electrical equipment results in excessive currents. As the heat developed in the cables is proportional to square of the current, they get overheated. The insulation on cables is generally made of materials which are damaged easily by excessive temperature. They may therefore lose their insulating properties and lead to short circuits. Since many insulating materials are combustible, they may even catch fire if the temperature rises to their ignition temperature. In this paper, we have simulated the thermal analysis for cable according to the value of current in a overload and a short with the cable of the L's company product(600 V, VV : Four Core) using the electro-thermal finite element method(Flux2D).

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사장교 케이블 손상 사나리오에 따른 구조 안전 수준 평가 (Structural Safety Evaluation of Cable Stayed Bridge based on Cable Damage Scenarios)

  • 김가영;서동우
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제19권7호
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    • pp.105-111
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    • 2018
  • 본 연구는 케이블 시스템의 손상으로 인한 케이블지지 교량의 안전 수준을 평가하여 재난 관리의 활용을 목적으로 한다. 국내에 다양한 형태의 케이블지지 교량(현수교 및 사장교)이 건설되었다. 이러한 교량은 복잡한 구조 요소와 시스템을 가지고 있기 때문에 효율적인 유지 관리가 필요하다. 케이블지지 교량은 종종 인적 또는 자연 재난에 따른 위험을 직면하기도 한다. 2015년 국내 공용중인 사장교에서 번개에 의한 케이블 화재 사고가 발생하였다. 이 사건으로 인해 케이블이 파단이 발생하였고, 교량 붕괴의 위험까지도 고려되었다. 또한 이 사고로 인해 엄청난 사회적 경제적 비용이 요구되었다. 이 사건 이후로 이러한 대형 인프라 시설물에 대한 리스크 기반의 유지관리가 요구되고 있다. 본 연구는 잠재적 인 케이블 피해로 인한 교량의 안전 수준을 평가하기 위하여 수행되었고, 국내의 사장교 1개소를 선정하여 효율적이고 신속한 관리를 위한 의사결정 지원을 목표로 케이블 시스템의 손상 시나리오에 따른 교량 안전 수준을 평가하였다. 사장교의 케이블 손상 시나리오에 따른 안전 수준은 FEM 해석을 통하여 분석되었다.

현수교 케이블 송기시스템 효율화를 위한 지역별 상대습도 환경 분석 (Analysis of Regional Relative Humidity Environment for Dehumidification System Efficiency of Suspension Bridge Cable)

  • 서동우;김가영
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제19권7호
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    • pp.88-94
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    • 2018
  • 국내외 현수교량 주케이블의 경우, 부식을 방지하기 위해 송기시스템을 통하여 주케이블 내부 상대습도를 보통 $40%{\pm}5%$ 이하로 유지하고 있다. 국내 주케이블 송기시스템이 설치된 현수교량의 위치는 모두 지리적으로 온난다습한 기후에 노출되는 빈도가 높은 해안지역이며, 특히나 우리나라의 해안지역은 각 계절의 온도차 및 일교차가 크기 때문에 강재 부식에 더욱 열악한 조건이다. 본 연구에서는 지역별 환경분석을 수행함으로써 보편적으로 사용하고 있는 송기시스템의 가동기준 40%가 아닌 좀 더 효율적인 지역별 송기시스템 가동 기준을 수립하는데 기초자료로 활용하고자 하였다. 최근 국내에 가장 큰 영향을 끼친 태풍 BOLAVEN(2012)과 CHABA(2016) 기간의 상대습도 분포, 분석 기간(2012~2016) 중 내습한 모든 태풍의 기간을 제외한 여름철과 겨울철의 상대습도 분포, 기온과 연계한 겨울철 상대습도 분포 분석을 통해 지역별로 송기시스템 가동기준을 차별화하는 것에 대한 근거를 마련할 수 있었다. 미래 기후변화로 인한 해수면 온도 상승 및 강수량 증가의 영향을 고려할 때 더욱더 객관적인 지역별 송기시스템 가동기준이 필요할 것으로 판단되며, 이는 추후 현수교 주케이블의 송기시스템 가동에 대한 경제적 효율성을 높일 수 있을 것으로 사료된다.