• 국제초고층학회논문집
• /
• 제2권1호
• /
• pp.23-30
• /
• 2013

This paper explains the Japanese present situations relevant to the fire resistance performance. Performance-based fire provisions was introduced in 1998 for the first time when the Building Standard Law was amended. However, performance-based fire resistance design had been used since long before the official introduction of performance-based provisions. A Comprehensive Technology Development Project of Ministry of Construction from 1982 to 1986 established a technical basis for performance-based fire safety engineering in Japan. A system of calculation methods for fire resistance verification was prescribed in the Ministry Notification in 2000 utilizing the results of this project as a background. This method, referred to as the Fire Resistance Verification Method (FRVM), is the standard method to verify the fire resistance performance of principal building parts such as columns, beams, and walls of steel, concrete, or wood structured buildings. For tall buildings, however, more advanced method for performance verification is often necessary because new building materials or structural systems are often used for these buildings. An example project of tall building owned by a major newspaper company is presented in this paper. Advanced thermal deformation analysis is executed to secure the fire resistance of the building.

• Steel and Composite Structures
• /
• 제3권2호
• /
• pp.75-95
• /
• 2003

A numerical model is presented to simulate the mechanical behaviour of composite steel and concrete columns taking into account the interaction between the hollow steel section and the concrete core. The model, based on displacement finite element methods with an Updated Lagrangian formulation, allows for geometrical and material non linearities combined with heating over all or a part of the section and column length. Comparisons of numerical calculations made using the model with 33 fire resistance tests show that the model is able to predict the fire resistance, expressed in minutes of fire exposure, of composite columns with a good accuracy.

• 한국강구조학회 논문집
• /
• 제23권1호
• /
• pp.51-59
• /
• 2011

높은 축력비가 적용된 무피복 CFT기둥은 보통 중저층 건물에서 2시간 이하의 내화성능을 확보하는데 적용 가능하나, 고층건물에서 요구되는 3시간의 내화성능을 만족시키지는 못한다. 따라서 고층건물에 무피복 CFT기둥을 적용하기 위해서는 추가적인 내화성능 향상방안이 제시되어야 한다. 이에 본 연구에서는 무피복 CFT기둥의 내화성능 향상방안으로써 Double CFT기둥을 설정하였다. 본 연구에서는 실대크기의 무피복 CFT기둥과 Double CFT기둥에 대한 재하가열실험을 수행하였다. 이를 통해, Double CFT기둥의 적용에 따른 내화성능 향상 효과 및 강관의 단면형상 변화에 따른 영향을 비교 평가해 보고자 한다.

• 한국강구조학회 논문집
• /
• 제19권4호
• /
• pp.425-434
• /
• 2007

SC 합성기둥은 기존의 합성기둥들이 가지는 내력상승, 방청효과, 공사기간 단축이 가능하고, 충전상태의 육안확인도 용이하여 이와 관련된 연구가 활발히 진행되고 있지만 SC합성기둥의 내화성능에 관한 연구는 미흡한 실정이다. 이에 본 논문에서는 SC합성기둥의 내화성능평가를 위해 하중비, 콘크리트 면적비, 피복유무를 변수로 두어 실험을 수행하였다. 또한 온도증가에 따른 실험체의 강도감소를 단순 수치해석으로 산출하여 내화성능시간을 유추하였고, 실험결과와 비교분석 하였다. 이 실험을 통하여 하중비가 작을수록 내화성능은 향상되었다. 그러나 콘크리트 면적비는 SC합성기둥의 내화성능 향상에 큰 영향을 미치지 못하였다.

• 한국강구조학회 논문집
• /
• 제18권5호
• /
• pp.643-654
• /
• 2006

본 연구에서는 iTECH 합성보 실험체에 대한 온도와 변형에 대한 내화성능을 ISO834 표준화재와 BS476-20 및 KSF2257 기준에 근거하여 평가하였다. 국내외적으로 복합구조의 내화성능을 규명하기 위한 연구는 지극히 미흡한 실정이며, 따라서 본 연구에서는 iTECH 합성보의 내화성능을 평가하기 위해 1.5m의 슬래브를 포함한 4..7m의 스팬길이에 대하여 실험을 수행하였다. 변수는 실험체의 단면크기, 피복재 보강방법과 보강두께, 그리고 하중비로 하여 내화실험을 수행하였다.

• 한국화재소방학회논문지
• /
• 제24권1호
• /
• pp.40-45
• /
• 2010

비대칭 H형강을 활용한 합성보는 1970년대 후반 이후 스웨덴에서 Thor beam(Hat beam)으로 발표되었으며 British Steel과 SCI는 슬림플로어 보를 개발하였다. 슬림플로어 공법은 1990년대 초반부터 유럽의 주요 선진국에서 많은 관심을 갖고 개발하여 온 건축 구조 부재의 한 형태로 2000년대에 영국에서는 열간압연 형강 그리고 핀란드에서는 비대칭 용접 형강의 관심이 집중되고 있다. 슬림플로어 공법의 가장 큰 장점은 층고 감소를 토대로 도심 건축물의 최대 10% 내외의 연면적 증가 효과와 각종 내 외장재 절감 및 자원의 절약 폐기물 감소효과 등이며 일반 합성보에 비하여 철골보의 노출면이 적어 내화 성능에서도 우수한 장점이 있다. 본 연구는 비대칭 H형강을 사용한 슬림플로어 보의 화재시 구조 성능에 관한 연구로 표준화재조건에서 강재 단면의 형상 변화를 통한 구조물의 내화 거동과 재하 하중비를 변수로 화재시 구조물의 온도 분포와 처짐을 비교 분석하는 것을 목적으로 한다.

• 한국강구조학회 논문집
• /
• 제21권6호
• /
• pp.609-618
• /
• 2009

본 연구에서는 다양한 설계조건 하에서 철골보의 내화시간을 평가할 수 있는 산정식을 열-구조 연성해석(fully coupled thermo-mechanical analysis)을 토대로 제안하였다. 본 연구에서 제안하는 산정식은 철골보의 화재거동에 미치는 주요 인자를 구조변수 및 열변수로 명시적으로 반영하므로 각 설계변수의 내화성능에 대한 영향을 설계자가 쉽게 정량적으로 파악할 수 있는 강점이 있다. 광범위한 변수해석을 수행하기에 앞서 실물대 화재실험 결과를 활용하여 본 연구의 열-구조 연성해석모델의 타당성을 검증한 후, 철골보에 붕괴처짐(run-away deflection)이 발생할 때까지 화재거동에 대한 각 변수들의 영향력을 검토하였다. 이러한 수치해석결과를 다양한 설계조건에서 철골보의 내화시간 예측에 활용할 수 있도록 다중선형회귀분석을 통해 통계학적으로 신뢰도가 높은 평가식을 제안하였다. 현행 사양설계기준에서의 활용법을 사례를 들어 예시하였고, 제시된 식으로부터 얻어지는 경제성과 장점을 입증하였다.

• 복합신소재구조학회 논문집
• /
• 제6권1호
• /
• pp.21-29
• /
• 2015

Other countries(USA, Europe) have performed the fire resistance design of buildings by the alternative performance design methods, which are based on fire engineering theories. However, in Korea, the process on the alternative fire resistance performance design has only suggested without any applications for real steel structures. Therefore, In the case of steel structures stagnant research on refractory measures face difficulties in introducing fire resistance design. In this study, first of all, Intumescent paint was analyze the thermal properties(thermal conductivity, specific heat and density). In Sequence, using the section factor by H-standard section propose of section concrete filled steel tube and hollow. finally presents a reasonable thickness Intumescent paint takes time to target performance of the proposed cross-section steel tube.

• Steel and Composite Structures
• /
• 제15권6호
• /
• pp.705-724
• /
• 2013

The behaviour of steel column at elevated temperature is significantly different than that at ambient temperature due to its changes in the mechanical properties with temperature. Reported literature suggests that steel column may become vulnerable when exposed to fire condition, since its strength and capacity decrease rapidly with temperature. The present study aims at investigating the lateral load resistance of non-insulated steel columns under fire exposure through finite element analysis. The studied parameters include moment-rotation behaviour, lateral load-deflection behaviour, stiffness and ductility of columns at different axial load levels. It was observed that when the temperature of the column was increased, there was a significant reduction in the lateral load and moment capacity of the non-insulated steel columns. Moreover, it was noted that the stiffness and ductility of steel columns decreased sharply with the increase in temperature, especially for temperatures above $400^{\circ}C$. In addition, the lateral load capacity and the moment capacity of columns were plotted against fire exposure time, which revealed that in fire conditions, the non-insulated steel columns experience substantial reduction in lateral load resistance within 15 minutes of fire exposure.

• Structural Engineering and Mechanics
• /
• 제69권2호
• /
• pp.193-204
• /
• 2019

This paper presents results from experimental and numerical studies on the response of steel-concrete composite box bridge girders under certain localized fire exposure conditions. Two composite box bridge girders, a simply supported girder and a continuous girder respectively, were tested under simultaneous loading and fire exposure. The simply supported girder was exposed to fire over 40% of its span length in the middle zone, and the two-span continuous girder was exposed to fire over 38% of its length of the first span and full length of the second span. A measurement method based on comparative rate of deflection was provided to predict the failure time in the hogging moment zone of continuous composite box bridge girders under certain localized fire exposure condition. Parameters including transverse and longitudinal stiffeners and fire scenarios were introduced to investigate fire resistance of the composite box bridge girders. Test results show that failure of the simply supported girder is governed by the deflection limit state, whereas failure of the continuous girder occurs through bending buckling of the web and bottom slab in the hogging moment zone. Deflection based criterion may not be reliable in evaluating failure of continuous composite box bridge girder under certain fire exposure condition. The fire resistance (failure time) of the continuous girder is higher than that of the simply supported girder. Data from fire tests is successfully utilized to validate a finite element based numerical model for further investigating the response of composite box bridge girders exposed to localized fire. Results from numerical analysis show that fire resistance of composite box bridge girders can be highly influenced by the spacing of longitudinal stiffeners and fire severity. The continuous composite box bridge girder with closer longitudinal stiffeners has better fire resistance than the simply composite box bridge girder. It is concluded that the fire resistance of continuous composite box bridge girders can be significantly enhanced by preventing the hogging moment zone from exposure to fire. Longitudinal stiffeners with closer spacing can enhance fire resistance of composite box bridge girders. The increase of transverse stiffeners has no significant effect on fire resistance of composite box bridge girders.