• 한국전산구조공학회논문집
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• 제24권2호
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• pp.133-140
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• 2011

대형 구조물에 주로 사용되는 고강도 콘크리트는 화재 시 폭렬이 발생하여 구조물의 심각한 손상을 초래한다. 최근 고강도 콘크리트의 폭렬현상을 감소시켜 구조물의 내화성능을 확보하기 위한 다양한 연구가 진행되고 있으며, 본 논문에서는 섬유를 혼입한 고강도 콘크리트에 대한 내화해석 모델을 제시하였다. 섬유의 거동 및 고온에서의 콘크리트 내부의 물리적인 현상을 고려하여 수정한 고강도 콘크리트의 재료모델을 섬유혼입 고강도 콘크리트의 재료모델로 선택하였다. 수정된 재료모델을 이용하여 얻은 섬유혼입 고강도 콘크리트의 내화해석 결과를 실험결과와 비교하였고, 섬유혼입 고강도 콘크리트 재료모델을 제안하였다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제17권5호
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• pp.105-112
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• 2013

이 연구에서는 화해된 콘크리트의 잔존 강도 평가에 있어서 충격-반향 기법의 적용성을 알아보고자 하였다. 화해를 모사하기 위해 콘크리트 실험체에 대한 표준 화재 온도 가열 시험을 실시하고, 화해된 콘크리트 실험체에 대해 충격-반향 응답 실험 및 압축 강도 실험을 실시하였다. 화해된 콘크리트의 충격-반향 응답 특성과 압축 강도의 잔존 특성을 분석하였으며, 또한 충격-반향 응답으로부터 구한 초음파 속도와 잔존 압축 강도와의 상관관계를 분석하였다. 연구 결과 화해된 콘크리트의 초음파 속도를 충격-반향 기법으로 신뢰성 있게 계측할 수 있으며, 또한 잔존 강도 평가에 충격-반향 기법을 유효하게 적용 가능하다는 것을 알 수 있었다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제21권5호
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• pp.42-48
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• 2017

콘크리트 구조물이 화재 손상을 입을 경우 노출온도 및 지속시간에 따라 구조물의 심각한 성능 저하를 야기하며, 콘크리트의 재료 물성 저하를 수반한다. 화재 손상을 입은 콘크리트 구조물의 재사용여부 및 보수보강 판단을 위해서는 손상 직후 및 재양생 조건에 따른 주요 손상 부위의 면밀한 손상 평가가 필요하다. 본 연구에서는 재양생 조건에 따른 화재 손상을 입은 콘크리트의 재료물성 회복에 관한 실험적 연구를 수행하였다. 화재 손상을 입은 콘크리트 시편을 상대습도 및 재양생 기간을 달리한 재양생 조건을 적용하였으며, 충격공진기법을 도입하여 콘크리트 시편의 화재 손상 전후 및 재양생 이후의 동탄성계수를 측정하여 손상 정도를 평가하였다. 측정된 결과로부터 재양생 조건 중 높은 상대습도 조건에서 지배적으로 재료물성의 회복이 발생하였다. 추가적으로 콘크리트 시편의 동탄성계수 및 인장강도의 직접적인 비교 및 선형회귀분석을 수행하여 재양생 조건에 따른 영향을 분석하였으며, 이를 토대로 높은 습도 조건에서 동탄성계수의 회복이 인장강도에 비해 두드러지게 나타남을 확인하였다.

• 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.

• 한국화재소방학회:학술대회논문집
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• 한국화재소방학회 2005년도 춘계학술논문발표회 논문집
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• pp.87-93
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• 2005

본 연구는 NIST사에서 개발된 FDS를 기반으로한 GUI환경의 전처리 프로그램의 개발에 관한 것이다. 개발된 프로그램은 GUI환경에서 임의의 직육면체를 생성하고 편집할수 있으며 또한 국립지리원에서 보유중인 DXF의 수치지도를 이용하여 지형에 관련된 모델링을 가능 하도록 하였다. 복잡한 지형의 모델링기능과 GUI 환경에서의 편의성은 FDS의 활용도를 높여줄 것이며 이를 이용한 화재 모사는 화재 발생시 진압/대피의 효율을 높여 화재에 대한 피해를 줄일 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국건축시공학회:학술대회논문집
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• 한국건축시공학회 2016년도 춘계 학술논문 발표대회
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• pp.120-121
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• 2016

Recently, the building has been changed into high-rise and long span and this yields a development of high performance structural steels in construction market. According to this effect, the SM 520 and the SM 570 were developed and utilized into steel building industry. However, the study for fire resistance of them were not done actively. In this study, to know and comparative the fire resistance performance of long span beams built up with high strength structural steels an analytical method is going to applied using mechanical and thermal properties at high temperature.

• Steel and Composite Structures
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• 제1권1호
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• pp.111-130
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• 2001

This paper presents an effective, reliable and accurate method for prediction of structural behaviour of steel frames at elevated temperature. The refined plastic hinge method, which has been used successfully in the second-order elasto-plastic analysis of steel frames at ambient conditions, is adopted here to allow for time-independent fire effects. In contrast to the existing rigorous finite element programs, the present method uses the advanced analysis technique that provides a simple and reliable means for practical study of the behaviour of steel frames at elevated temperature by a limiting stress model. The present method is validated against other test and numerical results.

• 한국건축시공학회:학술대회논문집
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• 한국건축시공학회 2008년도 추계 학술논문 발표대회
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• pp.199-203
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• 2008

With recent trend in domestic and global market requiring architectures' conversion into skyscrapers seasoned with the features of landmarks, structural problems in relation with explosive spatting during fire emergencies are arising as controversial issues. Accordingly, many productive researches have been made in relation to the reinforcement techniques for improving fire resistance and the number of applications in the field is gradually increasing. In this study, a ductile outline form using ECC (Engineered Cementations Composites) was made with improvements on the structure and fire resistance to examine its applicability. Also, currently in Japan, the number of studies and applications is increasing focusing on reduction of construction time and improvement of workability with application of Half-PCa method. However, using such method of construction, large structural members decrease the utilization of space and architecture-wise, there is a disadvantage of the weight increase. Therefore, in such context, it would be worth reducing the weight of the structural members by reducing the size using ECC. In addition, its excellent pseudo strain-hardening due to fiber may have great effects on seismic designs. In the mean time, this study planned 3 equal conditions for mix water, PVA fiber and additives excluding binder and refractory to evaluate the mechanical properties of resistance against pressure and internal force. Finally, an evaluation was executed on the fire resistance of the newly made ductile outline form. As a result, from ECC-I to ECC-III, all showed excellent mechanical properties due to pseudo strain-hardening and in the fire resistance test conducted with ISO 834 heating curve, most of them tended to be in the range of the reference temperature (538℃-180min), so there was no occurrence of any explosive spatting.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제80권6호
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• pp.701-709
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• 2021

The paper aims at improving the understanding and mitigating the effects of tunnel fires that may breakout due to the burning fuel and/or explosion within the tunnel. This study particularly focuses on the behavior of the commonly used horse shoe geometry of tunnel systems. The problem has been obtained using an adequate well-established program incorporating the Lagrangian approach. A transient-thermo-coupled static structural analysis is carried out. The effects of radiation and convection to the outer walls of the tunnel is studied. The paper also presents the impact of the hazard on the structural integrity of the tunnel. A methodology is proposed to study the tunnel fire using a model which uses equivalent steel sheet to represent the presence of reinforcements to improve the computational efficiency with adequate validation. A parametric study has been carried out and the effect of suitable lining property for mitigating the fire hazard is arrived at. Detailed analysis is done for the threshold limits of the properties of the lining material to check if it is acceptable in all aspects for the integrity of the tunnel. The study may prove useful for developing insights for ensuring tunnel fire safety. To conduct such studies experimentally are tremendously costly but are required to gain confidence. But, scaled models, as well as loading and testing conditions, cannot be studied by many trials experimentally as the cost will shoot up sharply. In this context, the results obtained from such computational studies with a feasible variation of various combinations of parameters may act as a set of guidelines to freeze the adequate combination of various parameters to conduct one or two costly experiments for confidence building.

• 국제초고층학회논문집
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• 제7권4호
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• pp.375-387
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• 2018

This paper presents a review on progressive collapse mechanism of steel framed buildings exposed to fire. The influence of load ratios, strength of structural members (beam, column, slab, connection), fire scenarios, bracing systems, fire protections on the collapse mode and collapse time of structures is comprehensively reviewed. It is found that the key influencing factors include load ratio, fire scenario, bracing layout and fire protection. The application of strong beams, high load ratios, multi-compartment fires will lead to global downward collapse which is undesirable. The catenary action in beams and tensile membrane action in slabs contribute to the enhancement of structural collapse resistance, leading to a ductile collapse mechanism. It is recommended to increase the reinforcement ratio in the sagging and hogging region of slabs to not only enhance the tensile membrane action in the slab, but to prevent the failure of beam-to-column connections. It is also found that a frame may collapse in the cooling phase of compartment fires or under travelling fires. This is because that the steel members may experience maximum temperatures and maximum displacements under these two fire scenarios. An edge bay fire is more prone to induce the collapse of structures than a central bay fire. The progressive collapse of buildings can be effectively prevented by using bracing systems and fire protections. A combination of horizontal and vertical bracing systems as well as increasing the strength and stiffness of bracing members is recommended to enhance the collapse resistance. A protected frame dose not collapse immediately after the local failure but experiences a relatively long withstanding period of at least 60 mins. It is suggested to use three-dimensional models for accurate predictions of whether, when and how a structure collapses under various fire scenarios.