• 한국해양공학회지
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• 제35권3호
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• pp.203-215
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• 2021

Current industrial practices and approaches are simplified and do not describe the actual behavior of plated elements of offshore topside structures for safety design due to fires. Therefore, it is better to make up for the defective methods with integrated fire safety design methods based on fire resistance characteristics such as residual strength capacity. This study numerically investigates the residual strength of steel stiffened panels exposed to hydrocarbon jet fire. A series of nonlinear finite element analyses (FEAs) were carried out with varying probabilistic selected exposures in terms of the jet fire location, side, area, and duration. These were used to assess the effects of exposed fire on the residual strength of a steel stiffened panel on a ship-shaped offshore structure. A probabilistic approach with a feasible fire location was used to determine credible fire scenarios in association with thermal structural responses. Heat transfer analysis was performed to obtain the steel temperature, and then the residual strength was obtained for the credible fire scenarios under compressive axial loading using nonlinear FEA code. The results were used to derive closed-form expressions to predict the residual strength of steel stiffened panels with various exposure to jet fire characteristics. The results could be used to assess the sustainability of structures at risk of exposure to fire accidents in offshore installations.

• Steel and Composite Structures
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• 제34권3호
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• pp.441-452
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• 2020

Within the French CIFRE research project COMINO, an innovative type of composite beam was developed for buildings that need fire resistance with no additional supports in construction stage. The developed solution is composed of a steel U-shaped beam acting as a formwork in construction stage for a reinforced concrete part that provides the fire resistance. In the exploitation stage, the steel and the reinforced concrete are acting together as a composite beam. This paper presents the investigation made on the load bearing capacity of this new developed steel-concrete composite section. A full-scale test has been carried out at the Laboratory of Structural Engineering of the University of Luxembourg. The paper presents the configuration of the specimen, the fabrication process and the obtained test results. The beam behaved compositely and exhibited high ductility and bending resistance. The shear connection in the tension zone was effective. The beam failed by a separation between the slab and the beam at high deformations, excessive shear forces conducted to a failure of the stirrups in this zone. The test results are then compared with good agreement to analytical methods of design based on EN 1994 and design guidelines are given.

• 한국방재학회 논문집
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• 제11권2호
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• pp.1-8
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• 2011

콘크리트 충전강관기둥부재는 내력 및 내화적 효과가 우수한 것으로 인식되고 있으며, 이에 관련된 연구가 지속되는 추세이다. 콘크리트는 강관내부에 충전, 구속되므로 구조적 성능이 유지되면서 열용량의 효과가 발휘되어야 일정 시간이상의 내화성능이 발현될 것으로 판단된다. 따라서 본 논문의 목적은 21 MPa의 일반 콘크리트와 40 MPa의 고강도 콘크리트의 내화성능에 기여하는 정도를 파악하고, 향후 공학적 내화설계의 기반자료 제공을 위하여 축력비 100%, 80%, 60% 및 50%를 재하하는 내화시험을 수행하여, 강재의 표면온도, 콘크리트의 온도를 측정하였다. 콘크리트가 충전된 강관기둥부재는 30분이상의 내화성능 되지 못하였으며, 이는 콘크리트의 조기 균열에 의한 내력적 성능저하로 판단되었다. 따라서 일정시간 이상의 내화성능 확보는 작용 하중비를 50 %이하로 설정하는 것이 권장되었다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제12권12호
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• pp.5910-5916
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• 2011

강재는 단면의 종류와 크기 및 부재에 따라 화재에 노출되는 표면적이 달라지며, 이에 따라 화재에 의한 강재의 온도상승도 큰 차이를 나타낸다. 단면형상계수($H_p$/A)는 강재의 종류, 크기, 적용부재 및 내화피복재의 종류 등의 변수에 따라 결정되며, 이것은 내화피복 두께를 결정하는 기준이 된다. 본 연구를 통하여 강재는 종류에 관계없이 단면의 크기가 증가할수록 단면형상계수는 감소하는 것을 알 수 있었다. 단면형상계수에 따른 강재의 종류별 내화피복 두께 산정 결과 1시간 내화성능은 기준보다 소요 두께가 30~50% 낮게 나타났다. 또한, 2시간 내화성능은 기준보다 소요 두께가 최저 27% 낮게 산정되는 부재도 있으나 대체로 기준에 근접하는 것을 알 수 있었다. 그러나 H형강의 경우 3시간 내화성능은 대체로 기준을 만족하지만 각형강관과 원형강관의 경우 5.0~17.5% 정도 기준을 상회하는 값으로 나타났다.

• 한국화재소방학회:학술대회논문집
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• 한국화재소방학회 2002년도 추계학술대회논문집
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• pp.81-87
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• 2002

• 한국재난정보학회 논문집
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• 제19권4호
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• pp.958-967
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• 2023

연구목적: 본 연구는 화재위험도가 높은 플랜트 시설물에 적용하고 있는 국내 내화성능을 분석하고 적합한 내화저항성능을 확보하여 플랜트 시설물의 화재 안전성을 확보하고자 한다. 연구방법:유한요소해석 프로그램인 Ansys를 활용하여 화재하중과 내화피복을 변수로 열전달 해석과 구조해석을 수행하고 해석 결과에 따른 플랜트 시설물의 내화성능을 분석하였다. 연구결과: 국내 플랜트 시설물에 적용된 내화피복은 UL 1709에 제시된 탄화수소화재의 화재하중을 적용하였을 때 내화성능을 확보하지 못하였으며 화재 후 강재의 변형 또한 크게 나타남을 확인하였다. 결론:현재 플랜트 시설물에 적용된 국내의 내화성능은 석유화학 플랜트 등과 같이 급격한 화재성장과 큰 화재하중에서 내화성능을 확보할 수 없으며 플랜트 시설물의 성능평가를 통해 적합한 내화성능을 평가하여 화재 안전성을 확보하여야 한다.

• 한국공간구조학회논문집
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• 제17권1호
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• pp.41-47
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• 2017

Structures of steel frame buildings getting vary depending on the development of construction technology. Fire-resistant steel beams and Columns accredited by accreditation bodies from the performance of various fire-resistant coating is applied to the current pillar method is most H-beams. H-beam has been proposed a non-load test specifications in the relevant regulations, its scope of accreditation to be granted without limitation of size H-beams from the performance of the test specification. However, in the case of the rectangular steel structure is to check its performance and to a separate one of the receive acknowledge and so take advantage of the cross-sectional shape factor in this study to test the performance of the fire-resistant structure proposed for standard test specimen.

• 한국화재소방학회논문지
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• 제25권4호
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• pp.22-27
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• 2011

건축물의 바닥 하부에 설치되는 비내력 천장이 일정 시간의 내화성능을 확보할 경우 바닥 및 보에 요구되는 내화성능의 감소가 가능하다. 이에 따라 건물시공시 이들 부재에 시공되는 내화피복 절감 및 충전구조 시공 완화 등으로 인하여 공간 구획의 활용성이 증가하여 비교적 경량으로 대규모 공간에 대한 시공이 가능하게 되어 건물 시공 유지관리의 편의성 확보, 공사기간의 단축 및 비용절감과 같은 경제적인 건축생산이 가능하게 된다. 외국에서는 보 바닥 및 천장재를 하나의 복합 시스템으로 구성하여 내화구조로 시공하거나 천장자체의 내화성능을 확보하는 경우가 있으나 국내에서는 이에 대한 연구가 진행되지 않아 건축물의 고층 경량화에 따른 경제적인 효율성을 확보하지 못하고 있는 실정이다. 따라서 국내 건축물에 적용 가능한 내화성능을 확보한 표준화된 비내력 내화천장구조의 개발이 필요하며, 이에 본 연구에서는 현재 일반적인 비내력 천장구조의 내화성능을 평가하여 향후 비내력 내화천장구조의 개발을 위한 기초자료를 제시하였다.

• 한국화재소방학회논문지
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• 제24권6호
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• pp.69-75
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• 2010

콘크리트가 충전된 각형강관 기둥(CFT)은 외부에 강재가 노출된 형상으로 외측의 강관은 화재시 급격한 온도상승으로 인해 강도가 저하되나, 내부의 콘크리트는 열용량이 큰 재료로써 내화성능을 확보할 수 있는 구조로 구성되어 있다. CFT 기둥을 내화구조로서 적용하기 위해서는 구조적 성능에 영향을 미치는 인자에 대한 연구가 필요하며, 이에 대한 조건별 영향성에 관한 연구가 필요하다. 내화성능에 영향을 주는 주요인자는 콘크리트 압축강도.단면크기.축력비.경계조건이며, 그 중 기둥과 보의 경계조건은 구조적 측면에서 하중지지능력에 영향을 미치므로 내화성능을 지배하는 주요 인자 중에 하나이다. 실험결과 360단면에서는 양단 고정조건에서는 106분의 내화성능이 확보되나 양단 힌지 조건에서는 89분의 내화성능을 확보하는 것으로 나타났다. 280단면에서는 양단 고정조건에서는 113분의 내화성능이 확보되나 양단힌지 조건에서는 78분의 내화성능을 확보하였다.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제58권5호
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• pp.757-781
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• 2016

The results of diagnostics and analysis of an industrial hall located on the premises of a thermal power plant severely damaged by fire are presented in the paper. The comprehensive failure-related diagnostics, non-destructive and destructive tests of steel and concrete materials, geodetic surveying of selected structural members, numerical modelling, static analysis and reliability assessment were focused on two basic goals: The determination of the current technical condition of the load bearing structure and the assessment of its post fire resistance as well as assessing the degree of damage and subsequent design of reconstruction measures and arrangements which would enable the safe and reliable use of the building. The current mechanical properties of the steel material obtained from the tests and measured geometric characteristics of the structural members with imperfections were employed in finite element models to study the post-fire behaviour of the structure. In order to compare the behaviour of the numerically modelled steel roof truss, subjected to the effects of fire, with the real post-fire response of the damaged structure theoretically obtained resistance, critical temperature and the time at which the structure no longer meets the required reliability criteria under its given loading are compared with real values. A very good agreement between the simulated results and real characteristics of the structure after the fire was observed.