• 제목/요약/키워드: fire-resistant

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Experimental study on cyclically-damaged steel-concrete composite joints subjected to fire

  • Ye, Zhongnan;Jiang, Shouchao;Heidarpour, Amin;Li, Yingchao;Li, Guoqiang
    • Steel and Composite Structures
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    • 제30권4호
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    • pp.351-364
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    • 2019
  • Earthquake and fire are both severe disasters for building structures. Since earthquake-induced damage will weaken the structure and reduce its fire endurance, it is important to investigate the behavior of structure subjected to post-earthquake fire. In this paper, steel-concrete composite beam-to-column joints were tested under fire with pre-damage caused by cyclic loads. Beforehand, three control specimens with no pre-damage were tested to capture the static, cyclic and fire-resistant performance of intact joints. Experimental data including strain, deflection and temperature recorded at several points are presented and analyzed to quantify the influence of cyclic damage on fire resistance. It is indicated that the fire endurance of damaged joints decreased with the increase of damage level, mainly due to faster heating-up rate after cyclic damage. However, cracks induced by cyclic loading in concrete are found to mitigate the concrete spalling at elevated temperatures. Moreover, the relationship between fire resistance and damage degree is revealed from experimental results, which can be applied in fire safety design and is worthwhile for further research.

내화용 고강도 습식 스프레이 폴리머 모르타르의 화재 저항성 평가 (Evaluation of Wet-Mixed High Strength Sprayed Polymer Mortar for Fire Resistance)

  • 원종필;최석원;박찬기;박해균
    • 콘크리트학회논문집
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    • 제18권4호
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    • pp.559-568
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    • 2006
  • 본 연구의 목적은 화재에 의하여 붕괴 위험성이 있는 터널콘크리트 구조물을 보호하기 위해서 사용하는 습식 고강도 폴리머 스프레이 모르타르의 역학적 특성과 화재저항성을 평가하는 것이다. 본 연구의 주요 목적은 낮은 강도를 가지고 있어 내화재료로서 충분하지 않은 현재 사용되고 있는 재료의 단점을 극복하기 위하여 강도와 화재저항성을 동시에 증가시키는 것이다. 또한 습식 고강도 폴리머 스프레이 모르타르의 피복두께에 따른 내부온도분포를 평가하였으며 화재가 발생하였을 경우 터널콘크리트 구조물을 보호할 수 있는 습식 고강도 폴리머 스프레이 모르타르의 최적두께를 결정하였다. 본 연구의 결과 습식 고강도 폴리머 스프레이 모르타르는 현재 상용화되어 있는 내화용 재료와 비교하여 강도가 높았으며, 우수한 내화성능을 확보하였다. 무엇보다도 화재로부터 기존 구조물을 보호하기 위한 고강도 폴리머 모르타르의 최적 피복두께는 4cm이상 이었다.

Buckling resistance behavior of WGJ420 fire-resistant weathering steel columns under fire

  • Yiran Wu;Xianglin Yu;Yongjiu Shi;Yonglei Xu;Huiyong Ban
    • Steel and Composite Structures
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    • 제47권2호
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    • pp.269-287
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    • 2023
  • The WGJ420 fire-resistant weathering (FRW) steel is developed and manufactured with standard yield strength of 420 MPa at room temperature, which is expected to significantly enhance the performance of steel structures with excellent fire and corrosion resistances, strong seismic capacity, high strength and ductility, good resilience and robustness. In this paper, the mechanical properties of FRW steel plates and buckling behavior of columns are investigated through tests at elevated temperatures. The stress-strain curves, mechanical properties of FRW steel such as modulus of elasticity, proof strength, tensile strength, as well as corresponding reduction factors are obtained and discussed. The recommended constitutive model based on the Ramberg-Osgood relationship, as well as the relevant formulas for mechanical properties are proposed, which provide fundamental mechanical parameters and references. A total of 12 FRW steel welded I-section columns with different slenderness ratios and buckling load ratios are tested under standard fire to understand the global buckling behavior in-depth. The influences of boundary conditions on the buckling failure modes as well as the critical temperatures are also investigated. In addition, the temperature distributions at different sections/locations of the columns are obtained. It is found that the buckling deformation curve can be divided into four stages: initial expansion stage, stable stage, compression stage and failure stage. The fire test results concluded that the residual buckling capacities of FRW steel columns are substantially higher than the conventional steel columns at elevated temperatures. Furthermore, the numerical results show good agreement with the fire test results in terms of the critical temperature and maximum axial elongation. Finally, the critical temperatures between the numerical results and various code/standard curves (GB 51249, Eurocode 3, AS 4100, BS 5950 and AISC) are compared and verified both in the buckling resistance domain and in the temperature domain. It is demonstrated that the FRW steel columns have sufficient safety redundancy for fire resistance when they are designed according to current codes or standards.

플라이애시 및 경량골재를 활용한 경량 내화성 마감재료 개발 (Development of Light-weight Fire Protection Materials Using Fly Ash and Light-weight Aggregate)

  • 송훈;추용식;이종규;이세현
    • 한국건설순환자원학회논문집
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    • 제6권4호
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    • pp.95-102
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    • 2012
  • 고층건축물의 구조부재로 적용되는 철골이나 고강도콘크리트로 시공된 경우 내화대책은 필수 불가결한 요소이며 특히, 고강도콘크리트로 적용된 경우 폭렬 등에 의한 단면결손이 발생하기 쉽기 때문에 이에 대한 대책이 필요하다. 즉, 내화성능 확보를 위해 온도상승을 허용범위 이내로 억제하는 대책이 필요하며 이 중 가장 효율적인 방법이 내화성 마감을 실시하는 것이다. 일반적으로 내화성 마감재에 사용되는 시멘트계 재료는 C-S-H, 및 CH가 단계적으로 열 분해되어 압축강도는 저하하게 된다. 내화성능을 발휘하기 위해 고온에서 강도감소가 작고 안정적인 고온특성을 보인다면 보다 효과적으로 성능 발현이 가능할 것이다. 본 연구는 고층건축물의 철골 및 콘크리트 부재의 효과적인 내화성능 발현을 위한 경량 내화성 마감재 개발을 위한 연구로 내화성능이 우수하다고 알려진 Alumino-silicate계 재료를 내화성 마감에 적용하기 위해 고온특성에 대해 검토하였다. 검토 결과, 플라이애시, 메타카올린 및 경량골재를 활용한 경량 내화성 마감재는 고온에서 비교적 안정적인 특성을 발현하여 내화성 마감재로의 효용성을 확인할 수 있었다.

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화재사례 및 재현실험을 통한 온도조절장치 고장 및 오동작으로 인한 전자제품 화재 메커니즘 분석 (A Study on the Analysis of Fire Mechanisms in Electronic Products due to Failure and Malfunction of Thermostats Through Fire Cases and Reproduction Experiments)

  • 이정일;임종화
    • 대한안전경영과학회지
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    • 제26권1호
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    • pp.31-38
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    • 2024
  • In this paper, as there are many cases of fires occurring due to the failure or inoperability of the thermostat of electronic products, the purpose is to test and analyze the risks and probabilities through fire cases and reproduction experiments, and suggest countermeasures. Among electronic products, water purifiers are composed of a refrigerant system with a compressor to make cold water, a heating device to make hot water, and an electric device used as an energy source. Due to the nature of the water purifier manufacturing, these devices are subject to a lot of moisture and dust. etc. exist in large quantities and use electrical energy, so there is a possibility of fire due to short circuit in the wire, electrical abnormal overheating (tracking phenomenon) in the thermostat, electronic board, starting relay, etc., and overheating of the heating device (Band Heater). there is. Therefore, in order to prevent fires from these devices, a system to remove foreign substances inside the water purifier is necessary, the use of heat-resistant (fire-resistant) wires for electrical devices is essential, and the use of non-combustible materials (semi-combustible materials) for each part is necessary to prevent fire. The risk must be eliminated through prevention and combustion expansion prevention devices.

동일 내화뿜칠 피복조건에서 표준화재에 노출된 합성보의 강재 온도이력 및 단면형상계수와의 관계 (A Study on Relations between Shape Factor and Temperature History of Steel of Composit Beam in Standard Fire under Same Thickness Condition of Spray-type Fire Resistant Materials)

  • 여인환;조경숙;조범연
    • 한국화재소방학회논문지
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    • 제26권6호
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    • pp.72-77
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    • 2012
  • 콘크리트-강재 합성보가 고온에 노출된 경우 콘크리트는 강재를 피복하여 온도상승을 지연시키거나 보 내부의 수열용량을 높이는 역할을 한다. 한편 재료 간 일체화로 부재의 강도가 보완되기 때문에 일반적으로 단순 강재 보 보다 합성보의 내화성능이 유리하게 나타난다. 합성보에서 외부에 노출된 강재의 온도상승은 부재 단면의 형상 및 강재의 노출정도와 직접 관련하게 된다. 본 연구에서는 합성보와 일반철골보에 내화인정을 받은 내화뿜칠재를 동일 두께로 피복하여 표준화재조건의 내화실험을 실시하고, 그 결과로 나타난 강재의 온도이력과 단면형상계수와의 관계를 비교 분석하였다. 강재 온도 측정결과와 부재별 단면형상계수의 상관관계를 살펴본 결과 상관성이 매우 높은 것으로 나타났다. 이 결과는 부재의 내화성능에 영향을 미치는 명확한 조건에 의해 비교우위의 성능예측이 가능한 경우 부재별 개별 인정 없이 표준구조 인정을 통한 보편적인 사용이 가능할 수 있음을 시사한다.