• Structural Engineering and Mechanics
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• 제7권2호
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• pp.127-145
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• 1999

This paper deals with the development of an approach for evaluating the squash load and rigidity of unprotected concrete filled steel columns at elevated temperatures. The current approach of evaluating these properties is reviewed. It is shown that with a non-uniform temperature distribution, over the composite cross-section, the calculations for the squash load and rigidity are tedious in the current method. A simplified approach is proposed to evaluate the temperature distribution, squash load, and rigidity of composite columns. This approach is based on the model in Eurocode 4 and can conveniently be used to calculate the resistance to axial compression of a concrete filled steel column for any fire resistance time. The accuracy of the proposed approach is assessed by comparing the predicted strengths against the results of fire tests on concrete filled circular and square steel columns. The applicability of the proposed approach to a design situation is illustrated through a numerical example.

• 한국화재소방학회논문지
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• 제25권6호
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• pp.104-111
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• 2011

현재까지 알루미늄은 커튼월의 프레임 재료로서 광범위하게 사용되어 왔다. 최근에 건축물의 초고층화와 더불어 커튼월의 프레임 재료로서 알루미늄에 비해 강도와 열 저항능력이 큰 스틸에 대한 관심이 증가하고 있다. 본 연구에서는 알루미늄 커튼월과 스틸-알루미늄 복합 커튼월에 대한 내화성능을 EN 13830에 근거하여 차염성, 차열성 및 복사열 차단성능에 대하여 평가하였다. 실험결과, 알루미늄 커튼월에 비해 스틸-알루미늄 복합 프레임 커튼월의 차염성능은 15분, 복사열에 대한 성능은 13분 상향 평가되었다. 프레임의 붕괴는 스틸-알루미늄 복합 프레임의 경우 36분, 알루미늄 커튼월의 경우 13분이었으나, 차열성능은 내화유리의 온도에 의해 모두 6분으로 평가되었다.

• 국제초고층학회논문집
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• 제7권4호
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• pp.389-396
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• 2018

This paper presents a numerical investigation on the structural response of a multi-story building subjected to spreading multi-compartment fires. A recently proposed simple fire model has been used to simulate two spreading multi-compartment fire scenarios in a 10-story steel-framed office building. By assuming simple temperature rising and distribution profiles in the fire exposed structural components (steel beams, steel column and concrete slabs), finite element simulations using a three-dimensional structural model has been carried out to study the failure behavior of the whole structure in two multi-compartment fire conditions and also in a standard fire condition. The structure survived the standard fire but failed in the multi-compartment fire. Whilst more accurate fire models and heat transfer models are needed to better predict the behaviors of structures in realistic fires, the current study based on very simple models has demonstrated the importance and necessity of considering spreadingmulti-compartment fires in fire resistance design of multi-story buildings.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제22권5호
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• pp.72-81
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• 2018

방화구획 내 벽체에는 콘크리트, 조립식 패널, 건식벽체 등을 사용한 내화구조가 주로 적용되고 있으나 근래에 들어 시야 확보 및 미적 관점에 대한 관심이 증가하여 유리로 구성된 벽체의 수요가 발생하고 있다. 본 연구에서는 차열 유리를 적용한 스틸 내화벽체에 관한 것으로써 내부 방화구획에 적용 가능한 60분 내화벽체와 외부 벽체 및 커튼월에 적용 가능한 90분 내화벽체에 대하여 내화시험 및 성능분석을 수행하였다. 시험 결과, 각 시험체의 요구 내화성능을 충족하는 것으로 나타났으며, 추가적으로 유한요소해석을 통한 유리벽체의 내화성능을 평가하였으며 그 결과 1차적으로 시험체의 내화성능을 예측하는 것이 가능한 것으로 판단되었다.

• 한국화재소방학회논문지
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• 제24권5호
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• pp.94-101
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• 2010

수계소화설비에 사용되고 있는 관으로는 배관용 탄소강관, 압력배관용 탄소강관, 동관 등이 사용되고 있다. 최근 건축물의 고층화, 복합화로 소화설비에는 내식성이 우수하고, 시공성이 간편하며, 가볍고 경제적인 관의 사용이 고려되고 있다. 이러한 특징을 가진 스테인리스 강관과 기존에 사용되고 있는 동관의 물성, 강도, 내식성, 내열성 등의 비교를 통해 스테인리스 강관의 소화설비로의 사용 가능성을 평가하고자 하였다. 그 평가결과로 경량벽 스테인리스 강관인 일반배관용 스테인리스 강관(KS D 3595)은 1.2MPa미만의 압력에서 수계소화설비에 사용될 수 있는 충분한 물성, 강도, 내식성, 내열성 등을 가지고 있음을 확인할 수 있었다.

• 국제초고층학회논문집
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• 제2권2호
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• pp.123-130
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• 2013

In the past two decades, researchers from different countries have conducted series of experimental and theoretical studies to investigate the behaviour of structures in fire. Many new insights, data and calculation methods have been reported, which form the basis for modern interdisciplinary structural fire engineering. Some of those methods are now adopted in quantitative performance-based codes and have been migrated into practice. Mainly based on the achievements in structural fire research at China, the Chinese national code for fire safety of steel structures in buildings has been drafted and approved, and will be released in this year. The code is developed to prevent steel structures subjected to fire from collapsing, ensure safe evacuation of building occupants, and reduce the cost for repairing the damages of the structure caused by fire. This paper presents the main contents of the code, which includes the fire duration requirements of structural components, fundamental requirements on fire safety design of steel components, temperature increasing of atmosphere and structural components in fire, loading effect and capacity of various components in fire, and procedure for fire-resistant check and design of steel components. The analytical approaches employed in the code and their validation works are also presented.

• 한국화재소방학회논문지
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• 제26권1호
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• pp.80-88
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• 2012

본 연구에서는 건축물의 피난 및 방화에 관한 규칙 제3조에 명시된 법정내화구조 중 보의 내화성능을 평가하고, 국내외 규정과 비교 및 분석을 하였다. 현행 규칙에 따르면 국내의 법정내화구조는 피난 및 방화구조에 관한 규칙의 시방기준을 만족하면 최대 3시간의 내화성능을 갖는 것으로 본다. 법정내화구조로서 보는 총 5개의 구조가 있으나, 본 연구에서는 우선 철근콘크리조를 대상으로 피복두께에 따른 내화성능을 평가하였다. 실험결과 하중비 0.5와 피복두께 40 mm를 확보할 경우, 최대 법정요구내화시간인 3시간을 만족하는 것으로 나타났다. 철골철망 모르타르조 보의 경우, 피복두께 60 mm 하중비 0.4에서 3시간 내화성능을 확보할 수 있다.

• 한국건축시공학회:학술대회논문집
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• 한국건축시공학회 2014년도 춘계 학술논문 발표대회
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• pp.118-119
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• 2014

A fire in a steel framed building can decrease a structural stability and cause deformation. And the fire continues the building can be demolished. Therefore, every country requires fire resistance performance of structural elements. In case of column, fire protective thickness derived from a specific fire test using an horizontal furnace is allowed to apply any kinds of sections and lengths of column. However, the lengths and sections of the column in steel framed buildings are various. In this paper, to know the differences of fire performance of steel column according to variance of lengths, a maximum allowable stress, steel surface temperature history, deflection are calculated and the thickness of fire protective material for longer column(4700 mm) need to enforce about 10% more than shorter column (3500 mm).

• Steel and Composite Structures
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• 제43권5호
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• pp.673-688
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• 2022

Post-earthquake fire is a major threat since most structures are designed allowing some damage during strong earthquakes, which will expose a more vulnerable structure to post-earthquake fire compared to an intact structure. A series of experimental research on steel-concrete composite beam-to-column joints subjected to fire after cyclic loading has been carried out and a clear reduction of fire resistance due to the partial damage caused by cyclic loading was observed. In this paper, by using ABAQUS a robust finite element model is developed for exploring the performance of steel-concrete composite joints in post-earthquake fire scenarios. After validation of these models with the previously conducted experimental results, a comprehensive numerical analysis is performed, allowing influential parameters affecting the post-earthquake fire behavior of the steel-concrete composite joints to be identified. Specifically, the level of pre-damage induced by cyclic loading is regraded to deteriorate mechanical and thermal properties of concrete, material properties of steel, and thickness of the fire protection layer. It is found that the ultimate temperature of the joint is affected by the load ratio while fire-resistant duration is relevant to the heating rate, both of which change due to the damage induced by the cyclic loading.

• 한국화재소방학회논문지
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• 제24권6호
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• pp.104-111
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• 2010

CFT기둥은 강관내부에 콘크리트를 채워 넣은 구조로서, 화재 시 강관의 강도는 저하되나 내부 콘크리트의 높은 열용량 효과로 내화성능을 확보할 수 있는 구조이다. 본 연구에서는 강관내부의 충전된 콘크리트의 압축강도 및 축력비 변화에 따른 CFT기둥의 내화성능을 평가하였다. 내화성능의 평가는 KS F 2257-1 및 KS F 2257-7에 따라 수행되었으며, 적용 부재 단면은 $280{\times}280{\times}6$, 콘크리트 압축강도 24MPa, 40MPa 및 축력비 0.9, 0.6, 0.2를 실험변수로 설정하였다. 재하가열시험을 통한 내화성능평가 결과, 콘크리트 압축강도 24Mpa의 경우 축력비 0.9, 0.6, 0.2에서는 각각 27분, 113분, 3시간 이상으로 나타나 축력비 변화에 따른 내화성능이 크게 변화하는 것으로 나타났다. 콘크리트 압축강도 40MPa의 경우, 축력비 0.9, 0.6에서는 각각 19분, 28분으로 나타났다. 40MPa는 24MPa에 비해서 축력비 변화에 따른 내화성능 향상 효과는 크지 않은 것으로 나타났다. 이는 고강도의 경우 가열시 발생되는 내부 압력의 상승로 성능저하가 크게 발생되는 것으로 판단되었다.