An Experimental Study of Improving Fire Performance with Steel-fibers for Internally Anchored Square Composite Columns

내화성능 개선을 위한 강섬유 보강 내부 앵커형 각형강관 합성기둥의 실험연구

This study focuses on mixing steel fiber in the concrete to improve the ductility and toughness of the columns. The purpose of the study is to evaluate the load capacity and deformation capacity associated with the amount of steel fiber and loading condition and to analyze the interplay between the steel fiber reinforced concrete and the welding built-up square tube in terms of structure and fire resistance performance. Reinforcement of concrete with steel fiber(Vf=0.375%), when cross-section shape and boundary condition (load ratio) remained unchanged, improved fire resistance performance by 1.1~1.3 times. It is deemed that the area resisting thermal load increased and fire resistance performance was improved since the concrete reinforced with steel fiber restrained cracking. In addition, the fact that the cross-sections of the concrete were barely damaged indicates that load share capacity was greatly improved.

본 연구에서는 해결방안으로 내부 콘크리트를 강섬유와 혼입하여 기둥자체의 연성과 인성을 증대시키는 것에 중점을 맞추고 있다. 즉, 강섬유 혼입량과 하중조건에 따른 내력 및 변형능력을 종합적으로 파악하여 강섬유 콘크리트와 용접조립각형 강관기둥의 상호작용을 구조, 내화측면에서 분석해 보고자 한다. 동일한 형상과 경계조건(하중비)에서 강섬유 혼입(0.375%)으로 내화성능은 약 1.1~1.3배 향상된 실험결과를 얻을 수 있었다. 강섬유 콘크리트의 균열 억제 특성은 열 하중에 의한 콘크리트의 변형저항 성능을 증가 시키면서 내화성능의 향상을 가져온 것으로 판단된다. 또한, 내부 리브의 열 변형에도 내부 콘크리트 단면은 건전한 상태로 남아있어 하중 분담능력이 증폭된 결과로 분석됐다.