• 한국화재소방학회논문지
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• 제26권6호
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• pp.85-91
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• 2012

건축물에서 화재 시 인명과 재산의 피해를 줄이기 위해서는 초기의 화염의 확산을 억제하는 것이 우선되어야 한다. 화염의 확산을 방지하기 위한 화재확산방지 대책은 일반적으로 방화구획에서의 구조부재의 내화 성능 확보, 마감재료의 연소 성능에 따른 사용 제한 등이 있다. 마감재료의 연소 성능 판단은 화염의 확산을 판단하기 위해 가장 기초적인 화재 안전 설계이지만 국내의 연소 시험은 시편 크기의 화재 시험 방법으로 연소 성능을 판단하고 있어 샌드위치패널 등과 같은 복합재료의 연소 성능을 판단하기에는 많은 제약을 가지고 있다. 특히 외벽 마감재료의 경우 내부 마감재료에 비해 드라이비트, 알루미늄복합패널, 메탈패널 등과 같은 다양한 복합재료 등이 사용되고 있기 때문에 본 연구에서는 외벽 마감재료의 국제시험규격인 ISO 13785-2 시험방법을 통해 외벽 마감재료의 실물 화재 실험을 통해 외벽 마감재료의 수직화재 확산 특성을 판단하고자 하였다.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제16권6호
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• pp.695-712
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• 2003

The non-linear structural analysis of reinforced concrete beams in fire consists of three separate steps: (i) The estimation of the rise of surrounding air temperature due to fire; (ii) the determination of the distribution of the temperature within the beam during fire; (iii) the evaluation of the mechanical response due to simultaneous time-dependent thermal and mechanical loads. Steps (ii) and (iii) are dealt with in the present paper. We present a two-step computational procedure where a 2D transient thermal analysis over the cross-sections of beams are made first, followed by mechanical analysis of the structure. Fundamental to the accuracy of the mechanical analysis is a new planar beam finite element. The effects of plasticity in concrete, and plasticity and viscous creep in steel are taken into consideration. The properties of concrete and steel along with the values of their thermal and mechanical parameters are taken according to the European standard ENV 1992-1-2 (1995). The comparison of our numerical and full-scale experimental results shows that the proposed mechanical and 2D thermal computational procedure is capable to describe the actual response of reinforced concrete beam structures to fire.

• Steel and Composite Structures
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• 제8권3호
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• pp.217-230
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• 2008

The increasing use of performance-based approaches in structural fire engineering design of multi-storey composite buildings has prompted the development of various tools to help quantify the influence of tensile membrane action in composite slabs at elevated temperatures. One simplified method which has emerged is the Bailey-BRE membrane action method. This method predicts slab capacities in fire by analysing rectangular slab panels supported on edges which resist vertical deflection. The task of providing the necessary vertical support, in practice, requires protecting a panel's perimeter beams to achieve temperatures of no more than $620^{\circ}C$ at the required fire resistance time. Hence, the integrity of this support becomes critical as the slab and the attached beams deflect, and large deflections of the perimeter beams may lead to a catastrophic failure of the structure. This paper presents a finite element investigation into the effects of vertical support along slab panel boundaries on the slab behaviour in fire. It examines the development of the membrane mechanism for various degrees of edge-beam protection, and makes comparisons with predictions of the membrane action design method and various acceptance criteria.

• 한국화재소방학회:학술대회논문집
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• 한국화재소방학회 2008년도 추계학술논문발표회 논문집
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• pp.479-483
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• 2008

There are no International Standards or Criteria pertaining to fires inside tunnels at the moment, but there are some fire-related regulations in some advanced countries such as Germany and the Netherlands where some fire-related studies have been expedited. Germany has established regulations related to the safety of structures by stipulating Fire Curves of RABT and EBA Tunnels. Also, the Netherlands has established the resistance capacity of structures by stipulating RWS curve so that they can prevent the adjacent area from being damaged due to a tunnel collapse. Hydrocarbon Fire Curve is the standard assessing the behaviour of a structure in a serious fire, by increasing the heating speed and the maximum temperature of ISO 834 Curve, while MHC Fire Curve, which was established in France, realizes more serious fire conditions. In this study, we aimed to develop the basis of full-sized experiments, with which you can assess the fire-resisting capacity against the fire strength of concrete PC panel lining, through the realization of various tunnel fire curves as mentioned above, by developing the heating furnace suitable for the requirements of Fire-Resisting Standards, with which you can assess the fire damage of tunnel concrete lining. We have developed various conditions of the heating furnace and the method to install a thermo couple within the furnace based on EFNARC and KS F2257-1. We have also conducted a calibrating experiment in order to secure its reliability.

• 콘크리트학회논문집
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• 제14권4호
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• pp.449-456
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• 2002

최근 건축물은 고층화, 대형화되어짐에 따라 콘크리트도 고강도 및 고성능 콘크리트의 사용이 증가하고 있다. 그러나, 고성능 콘크리트는 보통 콘크리트와는 달리 내부조직이 치밀하기 때문에 화재시 고열을 받으면 부재표면이 박리 및 탈락하는 폭열현상이 발생하는데, 이러한 폭열현상은 구조체의 내화구조상 해결해야할 문제점으로 지적되고 있다. 그러므로, 본 연구에서는 고성능 콘크리트의 내화성능 향상을 목적으로 폴리프로필렌(PP) 섬유의 혼입률 및 부재크기 변화에 따른 콘크리트의 내화특성을 분석한 것으로, 시험결과는 다음과 같다. 내화시험시 PP섬유 혼입률 변화에 따른 폭열특성으로 PP 섬유 무혼입인 경우 W/C 35%는 부재크기에 관계없이 대부분 파괴폭열을 일으킨 반면, W/C 55%는 일부만 파괴 또는 박리폭 열을 보였을 뿐 대부분 폭열이 발생하지 않았고, 또한, PP섬유를 0.07% 이상 혼입한 경우는 대부분 폭열 방지에 우수한 것으로 나타났다. 부재크기 변화에 따른 폭열 특성으로는 부재가 작을수록 폭열이 발생하기 쉬우며, 부재의 우각부가 표면보다 폭열 발생이 용이한 것으로 나타났다. 가열후 잔존 압축 및 인장 강도율은 W/C 35%에서 45~65%, W/C 55%에서는 30~40% 범위로 나타났다.

• Steel and Composite Structures
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• 제30권2호
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• pp.141-147
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• 2019

Fire is one of the environmental parameters affecting the structure causing element internal forces to change, as well as reducing the strength of the materials. One of the common types of floors in tall steel structures is the steel concrete composite slab. Shear connectors are used in steel and concrete composite beam in various shapes also has played significant role in a burning fire event of building with a steel concrete composite beam. The current study has reviewed the effects of temperature raising on the angle connector behavior through the use of push out tests and monotonic static force. The results have shown (1) the ductility of the samples is acceptable based on EC4 standard; (2) temperature raising has reduced the stiffness; (3) the shear ductility increment; and (4) the shear capacity reduction. Also, the amount of angle shear connector resistance has been decreased from 18.5% to 41% at ambient temperature up to $850^{\circ}C$.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제23권6호
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• pp.535-547
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• 2021

국내에서는 수소경제 활성화 정책을 수립하고 수소사회 실현을 위해 수소 인프라 및 수소차 보급 확대를 계획 하고 있다. 이에 따라 수소차의 보급이 급속도로 이루어질 것으로 예상되며, 동시에 수소차의 사고에 대응하기 위한 대책의 확립이 요구되고 있다. 본 연구에서는 수소차에 의해서 발생되는 수소 제트화염이 터널 내부 벽체에 미치는 영향과 내부 복사열 특성 분석을 위해 실험적 연구를 수행하였다. 실험은 수소차에서 발생되는 조건과 동일하게 하기 위해 분사압력을 700 bar로 설정하고, 분사노즐 직경은 1.8 mm로 설정하였다. 또한, 일반 터널에 적용되고 있는 콘크리트 압축강도 40 MPa의 터널 내화 시험체를 제작하고 제트화염 분사노즐과 시험체간의 이격거리에 따른 영향을 검토하였다. 분사노즐과 터널 내화시험체의 이격거리를 변수로 하여 2 m와 4 m에 대해 결과를 분석하였다. 그 결과로부터 시험체 내부 최대 온도는 1,349.9℃ (이격거리 2 m)가 측정되었고, 제트화염 주위 복사열은 최대 39.16 kW/m²까지 나타났다.

• 한국화재소방학회논문지
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• 제27권4호
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• pp.7-12
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• 2013

건축물에서의 화재 발생은 인명피해, 구조물 피해 등 재해적 요소를 많이 포함하고 있으며, 가연물의 증가에 따라 화재 발생빈도수와 피해 규모는 점차 증대하는 추세이다. 특히 강재로 구성되는 기둥부재와 보부재의 고온 시 내력의 급격한 감소는 구조물의 붕괴와 같은 매우 위험한 상황에 도달될 수 있으므로 화재 시 강구조 건축물의 구조 안전성 확보를 위해서는 적용 강재의 신뢰성 있는 고온 물성자료가 매우 중요하다. 따라서 본 연구에서는 강구조 건축물에서 많이 활용되는 용접구조용 강재인 SM 400강재를 대상으로 고온 시 항복강도, 탄성계수를 측정하여 내력평가에 활용할 수 있는 실험식을 제시하고, 화재 시의 온도평가와 응력 계산에 요구되는 열전도율과 열팽창계수 등의 열적 특성의 자료를 제시한다. 또한 일반 구조용 강재인 SS 400과의 고온 특성을 비교, 평가함으로써 고온에서의 내력 특성을 확인한다.

• Steel and Composite Structures
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• 제23권1호
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• pp.53-66
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• 2017

Structures submitted to Fire-After-Earthquake loading situations, are first experiencing inelastic deformations due to the seismic action and are then submitted to the thermal loading. This means that in the case of steel framed structures, at the starting point of the fire, plastic hinges have already been formed at the ends of the beams. The basic objective of this paper is the evaluation of the rotational capacity of steel I-section beams damaged due to prior earthquake loading, at increased temperatures. The study is conducted numerically and three-dimensional models are used in order to capture accurately the nonlinear behaviour of the steel beams. Different levels of earthquake-induced damage are examined in order to study the effect of the initial state of damage to the temperature-evolution of the rotational capacity. The study starts with the reference case where the beam is undamaged and in the sequel cyclic loading patterns are taken into account, which represent earthquakes loads of increasing magnitude. Additionally, the study extends to the evaluation of the ultimate plastic rotation of the steel beams which corresponds to the point where the rotational capacity of the beam is exhausted. The aforementioned value of rotation can be used as a criterion for the determination of the fire-resistance time of the structure in case of Fire-After-Earthquake situations.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제53권9호
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• pp.2866-2877
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• 2021

The complex coupling relationship between liquid sodium and concrete materials affects both the sodium fire characteristics and concrete properties through heat and chemical erosion. In this study, experiments on direct and indirect (separated by a steel plate) contact of the columnar sodium fire with the concrete surface were performed. It was found that the combustion efficiency of liquid sodium in direct contact with concrete was significantly enhanced and accompanied by intermittent explosions and splashing of small concrete fragments. The sodium fire on the surface of the concrete considerably increased the internal temperature, pore size, and distribution density of the concrete. In addition, the depth of influence on the loosening of the concrete structure was also greatly extended. The contact of liquid sodium with the concrete substantially affected its permeability resistance. The water absorption of the concrete surface was increased by more than 70% when liquid sodium directly impacted the bare concrete surface. However, the change in water absorption in the centre of the concrete was primarily affected by the duration of the external heat.