• 한국강구조학회 논문집
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• 제25권4호
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• pp.379-388
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• 2013

본 연구에서는 신형상 U형 하이브리드 합성보의 내화성능평가를 실시하였다. 내화성능평가는 세라믹계의 뿜칠재와 내화페인트로 구분하여 내화시험을 수행하였다. 시험 변수는 피복재의 종류(뿜칠재와 페인트)와 내화시간(2시간, 3시간), 하중가력 유무(재하와 비재하), 뿜칠재 두께 등이다. 내화성능평가 합성보는 기존 철골보로 인정을 받은 제품에 비해 내화성능이 향상되는 것을 확인할 수 있다. 그러나 내화성능 향상에 대한 정량적인 평가는 합성보 형상과 관련한 다양한 변수가 조합되므로 지속적인 검토가 필요할 것으로 판단된다.

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

• 한국공간구조학회논문집
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• 제16권4호
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• pp.133-140
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• 2016

SLIM AU(A plus U-shaped) composite beam had been developed for not only reducing the story height in residential and commercial building, but also saving the cost of floor construction. The structural performance and economic feasibility was sufficiently approved by means of structural experiments and analytical studies. Even though fire resistance of the SLIM AU composite beam was evaluated throughout furnace fire test, the fire performance of the composite beam using finite element analysis is not analysed yet. Therefore the predictions of fire resistance simulations with loading as well as temperature distribution of the composite beam are summarized in this paper.

• 한국화재소방학회논문지
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• 제24권4호
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• pp.33-40
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• 2010

본 연구는 고강도 콘크리트 부재의 고온 하에서의 내화성능을 평가하기 위하여 증기압 및 크리프를 고려한 해석적 모델들을 제시하였다. 내화성능의 평가는 열팽창, 수분확산, 크리프 모델 및 구조해석을 통하여 폭렬진행과 내화시간의 2가지 단계로 구분하였으며, 해석프로그램을 사용하여 사전재하조건에서부터 화재에 따른 부재의 폭렬 및 파괴까지의 전반적인 해석을 수행하였다. 이러한 해석적 모델 및 해석프로그램의 정확성을 검증하기 위하여 해석적 결과와 다른 연구자들에 의한 여러 가지의 실험데이터와 비교하였으며, 그 결과 해석프로그램은 하중, 단면조건, 부재길이, 콘크리트 강도 등 여러 가지 변수들에 대하여 고강도 콘크리트 부재의 내화성능을 해석적으로 잘 평가하고 있는 것으로 나타나고 있다.

• 한국화재소방학회논문지
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• 제22권4호
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• pp.76-84
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• 2008

건축물의 지상층 주요구조부인 기둥, 보 및 바닥에 대한 내화성능의 연구는 활발하게 진행되고 있으나, 모든 구조적 하중을 지반으로 전달하는 지하층의 기둥을 비롯한 주요 구조부의 내화성능에 관한 자료 및 연구는 거의 없는 실정이다. 개구부율이 낮은 지하층에서의 화재크기는 지상층 화재보다 열에너지량이 크므로 구조적 붕괴의 위험성은 높다. 따라서 본 논문에서는 지하에 위치된 구조부재에 대한 내화성능의 적정성 평가를 위한 기본 자료 제공을 목적으로 국내외 지하 구조물의 내화법규정을 조사하고, 국내의 기시공된 건축물의 지하층의 구조형식, 구조재료 및 내화피복 현황을 분석하였다.

• Steel and Composite Structures
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• 제5권5호
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• pp.395-405
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• 2005

This work introduces to the international scientific community the Chinese Code on fire safety design of steel building structures. The aim of the Code is to prevent the structure of a steel building subjected to fire from collapsing, ensure safe evacuation of building occupants, and reduce the cost for repairing the damages of the structure caused by fire. The main contents of the Code is presented in this paper, including the fire duration requirements of structural components, fundamental requirements on fire safety design of steel components, temperature increasing of atmosphere and components in fire, loading effect and capacity of various components in fire, and procedure for fire-resistant design of steel components. The analytical approach is employed in the Code and the effectiveness of the Code is validated through experiments.

• Computers and Concrete
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• 제25권6호
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• pp.497-507
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• 2020

This paper presents a numerical method for evaluating fire performance of prestressed concrete (PC) T shaped bridge girders under combined effect of structural loading and hydrocarbon fire exposure conditions. A numerical model, developed using the computer program ANSYS, is employed to investigate fire response of PC T shaped bridge girders by taking into consideration structural inherent parameters, namely; arrangement of prestressing strands with in the girder section, thickness of concrete cover over prestressing strands, effective degree of prestress and content of prestressing strands. Then, a sequential thermo-mechanical analysis is performed to predict cross sectional temperature followed by mechanical response of T shaped bridge girders. The validity of the numerical model is established by comparing temperatures, deflections and failure time generated from fire tests. Through numerical studies, it is shown that thickness of concrete cover and arrangement of prestressing strands in girder section have significant influence on the fire resistance of PC T shaped bridge girders. Increase in effective degree of prestress in strands with triangular shaped layout and content in prestressing strands can slow down the progression of deflections in PC T shaped bridge girder towards the final stages of fire exposure, to thereby preventing sudden collapse of the girder. Rate of deflection based failure criterion governs failure in PC T shaped bridge girders under most hydrocarbon fire exposure conditions. Structural inherent parameters incorporated into sectional configuration can significantly enhance fire resistance of PC bridge girders; thus mitigating fire induced collapse of these bridge girders.

• 한국화재소방학회논문지
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• 제28권3호
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• pp.49-54
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• 2014

일정 스팬내의 하중을 기둥부재로 전달하는 보부재의 경우, 화재 발생 시 팽창과 수축 그리고 내력저하로 인하여 구조적 불균형을 유발한다. 따라서 일정 규모 이상의 강구조 건축물의 보부재도 내화성능 확보를 의무화하고 있으나, 보부재의 크기와 조건에 의한 시방적 방법으로 내화성능의 평가가 진행되고 있는 것이 현 실정이다. 고강도 강재가 적용된 보부재의 스팬 변화에 대한 고온 시 내력평가는 이루어지지 않고 있어 정확한 구조적 내력평가에 한계가 있다. 따라서 본 연구에서는 고강도 강재가 적용된 단순보를 대상으로 고온 시의 표면온도 변화, 팽창, 처짐 및 길이 변화에 따른 내력을 일반 강재와 비교함으로써 화재 시의 내력적 성능변화를 확인하고자 한다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제13권6호통권58호
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• pp.88-96
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• 2009

본 연구에서는 RC구조물의 내구 및 내화성능을 동시에 향상시킬 수 있는 고인성 모르타르 (FR-ECC) 를 개발하여, 이를 RC구조물의 보수재료로서 사용하기 위한 실험적 연구를 실시하였다. 즉, FR-ECC를 이용하여 제조한 콘크리트 시험체의 강도, 열적특성, 모의부재의 철근부식특성, 내화성능 등에 대하여 검토하였으며, FR-ECC의 현장적용 가능성에 대해서도 평가하였다. 그 결과, FR-ECC는 기존 보수 모르타르에 비해 우수한 강도 및 내구성능을 보유하고, 휨균열 발생 후에도 외부열화 인자의 침입을 억제하여 철근부식을 방지하는 것으로 나타났다. 또한 FR-ECC를 적용한 부재는 ISO 834 가열조건에서도 우수한 내화성능을 갖는 것으로 나타났으며, 뿜칠성능 등의 현장시공 성능에서도 우수한 특성을 나타냈다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제23권4호
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• pp.15-22
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• 2019

국내 건축법에는 표준 내화구조인 KS F 1611-5에서 1시간 내화성능을 갖는 각형강관에 대한 사양적 기준만을 제시하고 있어 각형 강관에 적용되는 모듈러 건축물을 중 고층에 적용하기 위해서는 한계가 있다. 따라서 내화성능 평가를 통해 2시간 인정을 받은 모듈러 구조에 한하여 중 고층 건축물에 적용이 가능하다. 본 연구에서는 KS F 2257-1 및 KS F 2257-4 기준에 의거하여 실대형 내화실험을 수행하였다. 평가결과 OW-01 및 OW-02 실험체의 경우 각형강관의 온도상승 및 강도 저하로 인해 면외좌굴이 발생하여 2시간 내화성능을 확보하지 못하였으나, 피복 및 각형강관 두께를 보완한 IW-01 및 OW-03 실험체의 경우 충분한 차열성능으로 인해 2시간 내화성능을 확보하여 중고층 모듈러 건축에 적용하는 것이 가능한 것으로 판단되었다.