• 한국강구조학회 논문집
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• 제9권4호통권33호
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• pp.649-658
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• 1997

강관에 콘크리트를 충전하는 경우, 콘크리트 충전강관 기둥은 뛰어난 내력과 변형성능을 발휘한다. 그리고 콘크리트의 축열효과에 의해서 일정시간은 내화피복 없이도 내력을 유지할 수 있다. 화재발생동안 콘크리트 충전강관 기둥의 거동을 알아보고자 강관과 콘크리트의 온도에 따른 특성치 변화를 가정하고 온도 해석 및 축력-모멘트관계에 대한 수치해석을 수행하여 시간변화에 따른 변수별로 비교평가하였다. 온도에 따른 특성치는 기존문헌의 데이터를 이용하였으며 온도해석은 범용 해석프로그램인 ANSYS로 유한요소해석을 하였고 이를 바탕으로 내력에 대한 수치해석을 수행하였다.

• 한국화재소방학회논문지
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• 제31권1호
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• pp.58-62
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• 2017

국내에서도 내진설계의 필요성이 점차 증대되고 있다. 그 중에서도 비구조요소인 소화배관의 흔들림 방지 버팀대에 관한 연구가 계속되고 있다. 이에 본 연구에서는 흔들림 방지 버팀대의 하중 시험을 통하여 유효한 범위를 측정하였다. 그 결과, 하중 0에서부터 18.5 kN까지 설계안전 범위로 측정되었으며 최대 29.4 kN에서도 흔들림 방지 버팀대의 구조 및 성능에 이상 없이 정상 작동하였다. 또한 사물인터넷의 환경을 이용하여 센서노드로부터 데이터를 전송받아 유효 하중범위 안에서 추출과 예측단계를 거쳐 재난정보를 수신케 하는 모니터링 시스템의 모듈을 구성하였다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제20권3호
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• pp.365-375
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• 2008

yLRC 합성기둥은 기존 합성기둥의 장점과 거푸집 공사의 절감을 가져올 수 있으며, CFT와 비교하였을 때 강재량 감소의 효과와 함께 콘크리트의 충전상태를 육안으로 쉽게 확인할 수 있는 등의 장점을 가지고 있다. 실험결과와 연구를 통하여 yLRC 합성기둥의 구조체로서의 내력은 검증이 되었으나 내화성능에 관한 연구는 수행되지 않았다. 이에 본 논문에서는 yLRC 합성기둥의 내화성능 평가를 위해 콘크리트 면적비, 보강판, 피복유무 등을 변수로 두어 실험과 해석을 수행하였으며, 실험과 해석결과를 비교 고찰하여 내화 성능 평가를 하였다.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2004년도 춘계 학술발표회 제16권1호
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• pp.32-35
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• 2004

In recent years a number of catastrophic tunnel fires, the Euro tunnel, the Mont Blanc tunnel, the Tauem tunnel and the Gotthard tunnel, have occurred and inflicted serious damages to European countries. If a fire occurs in shield tunnels, the reinforced concrete segment linings playing as an important structural member is expected to damage severely and finally can be caused the collapse of tunnel. The purpose of this study is to evaluate the performance of concrete segment lining under heat exposure and to obtain information to assist a new technical approach to fighting fires in tunnels. In order to evaluate the fire-resistance performance of concrete segment by adding Polypropylene fibers, fire tests using the RABT heat-load curve is carried out. The temperature rise of this curve is very rapid up to $1200^{\circ}C$ within 5 minutes, and duration time of the $1200^{\circ}C$ exposure is 55 minutes. From the fire test, it was found that the explosive spalling was rapidly reduced by adding polypropylene fibers and this method is considered as an effective fireproof material to upgrade fire safety in tunnels economically.

• 한국화재소방학회논문지
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• 제30권5호
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• pp.54-59
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• 2016

구조재료 중에서 강재는 불연성 재료이지만 열전도가 높고, 온도상승에 의하여 강성의 저하가 높은 편이다. 일반적으로 강재의 항복강도 및 탄성계수는 $350^{\circ}C$에서 70%, $600^{\circ}C$에서 50% 이하로 감소하기 때문에 고온에서의 철골구조의 재하능력은 급격히 감소하게 된다. 통상 내화구조로 인정받기 위해서는 공인기관으로부터의 품질시험을 거쳐야 한다. 하지만, 실물내화실험은 공간과 시간의 제약, 고비용의 문제점을 안고 있으므로, 본 연구에서는 ABAQUS 프로그램의 유한요소법을 이용한 열해석을 수행하여 압축을 받는 H-형강기둥의 내화실험과의 비교로 해석모델의 신뢰성을 입증하고, 실물실험의 보완책으로의 가능성을 제시한다.

• Steel and Composite Structures
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• 제46권4호
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• pp.539-551
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• 2023

In order to study the fire resistance of castellated composite beams with ortho-hexagonal holes and different beam-end restraints, temperature rise tests with constant load were conducted on full-scale castellated composite beams with ortho-hexagonal holes and hinge or rigid joint constraints to investigate the temperature distribution, displacement changes and failure patterns of castellated composite beams with two different beam-end constraints during the whole course of fire. The results show that (1) During the fire, the axial pressure and horizontal expansion deformation generated in the rigid joint constrained composite beam were larger than those in the hinge joint constrained castellated composite beam, and their maximum horizontal expansion displacements were 30.2 mm and 17.8 mm, respectively. (2) After the fire, the cracks on the slab surface of the castellated composite beam with rigid joint constraint were more complicated than hinge restraint, and the failure more serious; the lower flange and web at the ends of the castellated steal beams with hinge and rigid joint constraint produced serious local buckling, and the angles of the ortho-hexagonal holes at the support cracked; the welds at both ends of the castellated composite beam with rigid joint constraint cracked. (3) Based on the simplified calculation method of solid-web composite beam, considering the effect of holes on the web, this paper calculated the axial force and displacement of the beam-end constrained castellated composite beams under fire. The calculation results agreed well with the test results.

• 한국화재소방학회논문지
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• 제25권6호
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• pp.64-72
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• 2011

기존의 무량판 구조와 동일한 콘크리트 중공슬래브구조는 구조적 하중지지 성능이 불필요한 슬래브 단면상의 중앙부 콘크리트를 제거하여 슬래브의 자중을 줄이고 무량판 구조의 단점을 보완하여 장점을 극대화시킨 구조형식이다. 본 연구에서는 콘크리트 중공슬래브 공법의 실제 스팬길이인 7.5 m에서 슬래브 피복두께에 따른 화재거동 영향성 분석을 위하여 화재실험을 수행하였다. 하중조건은 고정하중과 적재하중을 고려하여 실험체에 등분포 조건으로 사전 재하하였으며, 표준화재조건으로 재하가열 실험을 수행하였다. 슬래브의 화재가열 노출면으로부터의 깊이별 온도변화와 처짐변형 특성을 측정하였으며, KS F 2257-1 평가기준에 의거하여 슬래브의 내화성능을 평가하였다. 실험결과 피복두께 50 mm를 확보할 경우, EPS 중공체로 제작한 실험체의 경우 약 2시간 정도의 내화성능을 확보할 수 있는 것으로 나타났다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제25권1호
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• pp.71-80
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• 2013

구조, 시공 및 내화측면에서 우수한 콘크리트충전강관(CFT)부재에 대해서 구성재료의 강도가 높은 경우 즉, 콘크리트 압축강도가 100MPa 이상이면서 강관의 항복강도가 650MPa 이상인 경우에 대한 내화성능 평가실험 및 해석적 연구는 미비한 실정이다. 본 연구에서는 이러한 부재에 대해서 내화성능 거동을 파악하고자 ${\Box}-400{\times}400{\times}15$, 부재길이 3,000mm인 실물대 중심재하 내화실험을 행하였다. 실험변수는 중심축력을 5,000kN과 2,500kN로 하였다. 실험결과, 고강도 콘크리트의 폭렬 및 콘크리트 내부 균열에 의하여 축하중이 클수록 조기에 내력을 상실하였다. 또한, 유한차분법과 변형률적합조건을 이용한 비정상온도해석 및 응력해석을 수행하였으며, 고강도 재료모델은 Eurocode모델을 이용하였다. 해석모델은 시간-축변위 관계를 합리적으로 예측할 수 있었다.

• Steel and Composite Structures
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• 제8권3호
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• pp.179-200
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• 2008

This paper reports the results of a recent experimental study into the behavior of welded fin-plate connections to both hollow and concrete filled tubular (CFT) columns under shear. Experiments have been performed at both ambient and elevated temperatures with the aid of an electric kiln. The observed failure modes include fracture of the fin plate and tearing out of the tube around the welds. By considering the results of previously published research, the current design method for similar connections under purely tensile load, in CIDECT Guide 9, based on a deformation limit of 3% of the tube width is shown to be inadequate when evaluating the ultimate strength of such connections. By comparing the results from the current test program which failed in the fin-plate with Eurocode guidance for failure of a fin-plate alone under shear and bending load it is shown that the column face influences the overall connection strength regardless of failure mode. Concrete in-fill is observed to significantly increase the strength of connections over empty specimens, and circular column specimens were observed to exhibit greater strength than similarly proportioned square columns. A finite element (F.E.) model, developed using ABAQUS, is presented and validated against the experimental results in order that extensive parametric tests may be subsequently performed. When validating the model against elevated temperature tests it was found that using reduction factors suggested in published research for the specific steel grades improved results over applying the generic Eurocode elevated temperature steel strength reduction factors.

• 한국화재소방학회논문지
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• 제23권6호
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• pp.126-134
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• 2009

본 연구는 고강도 콘크리트의 폭렬 발생을 제어하기 위하여 폭렬 저감재를 혼입함에 따른 폭렬 저감효과를 살펴보고 콘크리트 보 부재의 고온 가열시의 열적 특성을 평가하기 위하여 실시하였다. 이에 고강도 콘크리트 40~60MPa를 폭렬 저감재를 혼입하여 부재를 제작하였으며, KS F 2257의 ISO 표준화재 재하조건에서의 내화성능을 살펴보았다. 실험결과 폭렬 저감재를 혼입하지 않은 40MPa은 180분, 50MPa 174분, 60MPa 152분으로 50, 60MPa보는 기준에서 정하는 3시간 내화성능에 6~28분 부족한 것으로 나타났다. 그러나 폭렬 저감재를 혼입한 50, 60MPa 보는 모두 법에서 정하는 내화 성능 시간인 180분을 만족하였다. 폭렬 저감재를 혼입하지 않은 50, 60MPa의 콘크리트 보는 화재에 노출된 모든 면에서 폭렬이 발생되었으나 폭렬 저감재를 혼입한 50, 60MPa 보에서는 표면탈락 및 폭렬은 거의 발생되지 않았다. 따라서 콘크리트의 폭렬 방지를 위해 혼입한 PP섬유는 폭렬 방지 효과를 나타내고 있으나 60MPa 표면이 일부 탈락 된 것으로 보아 표면 탈락 방지를 위해 혼입한 강섬유는 60MPa 이상의 강도에서는 크게 효과가 나타나지 않았다.