• 콘크리트학회논문집
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• 제20권6호
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• pp.827-832
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• 2008

본 연구에서는 고강도콘크리트의 내화성능 향상을 위해 사용하고 있는 폴리프로필렌섬유와 강섬유 혼입에 따른 설계 강도 60 MPa급 고강도콘크리트 기둥의 내화특성을 평가하였다. 고강도 기둥 콘크리트 공시체의 내화특성 평가를 위하여 ISO-834 가열 곡선을 적용하여 내화실험을 실시하였다. 실험결과 섬유보강재를 혼입하지 않은 경우 폭렬이 심하게 발생하였으며 내부온도도 높게 나타났다. 폴리프로필렌 섬유를 혼입한 고강도콘크리트 기둥 부재의 경우 폭렬이 발생하지 않았으며 내부온도도 섬유보강재를 혼입하지 않은 경우보다 낮게 나타났으나 내부온도 증가에 있어서는 편차가 심해 내부온도 저하에는 큰 효과가 없는 것으로 나타났다. 폴리프로필렌섬유와 강섬유를 혼입한 기둥 공시체의 경우 폭렬이 발생하지 않았으며 가장 낮은 내부온도를 나타내 우수한 내화성능을 나타냈다.

• 한국화재소방학회논문지
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• 제22권2호
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• pp.84-90
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• 2008

본 연구는 H형강과 콘크리트 슬래브가 전단연결재로 일체화된 합성보의 화재 시 거동에 관한 실험적 연구로, 합성율과 재하율의 영향을 내화실험을 통해 평가하였다. 실험체는 H형강에 스터드 커넥터를 전단연결재로 사용하여 제작한 6개로 구성되며, 화재거동에 대한 전열특성을 열전대를 통해 확인하였다. 실험은 표준화재곡선에 의해 진행하였으며, 건설기술연구원 화재시험실에서 수행하였다. 실험결과 합성율과 재하율에 따른 합성보의 내화 특성을 확인하였으며, 화재에 의한 보형강과 콘크리트, 전단연결재의 열 특성을 확인할 수 있는 기초자료를 확보하였다.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2008년도 추계 학술발표회 제20권2호
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• pp.477-480
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• 2008

터널의 경우 타구조물에 비해 화재빈도가 상대적으로 높지는 않으나, 밀폐된 공간이라는 특성상 5분이내 1000도 이상으로 급격한 온도상승이 발생할 수 있으므로, 화재발생시 대형인명피해 및 화재 후 막대한 보수/보강비용이 파생된다. 이에 본 연구에서는 선진외국의 터널화재 시나리오를 준용하여 화재강도(ISO, MHC, RWS)에 따른 콘크리트 PC패널라이닝의 내부 전열특성 규명하였으며, 열손상 범위를 도출하기 위해서 ITA 기준을 적용하여 평가하였다. 연구결과 ISO화재조건에서는 30mm, MHC에서는 50mm, RWS에서는 100mm의 화재손상범위가 도출되었으며, 폭렬깊이는 RWS에서 30mm가 발생하는 것으로 나타났다. PC패널이 지보재의 역할을 할 경우엔 최소100mm깊이의 콘크리트 화재손상범위에 대한 내화성능확보방안이 적용되어야 하며, 비 지보재일 경우 PC패널라이닝의 두께를 100mm이상 확보하여야 한다.

• 한국화재소방학회논문지
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• 제24권2호
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• pp.21-30
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• 2010

본 연구는 화학보호복 원단들에 대하여 내화학성 및 난연성을 조사하기 위하여 ASTM 및 ISO의 방법을 이용하여 내화학성 및 화재위험성시험을 실시하였다. 시험결과 폴리에틸렌의 경우 전혀 난연성이 없는 것으로 분석되었지만 고무에 데카브롬 등 난연성 물질이 첨가된 불소고무 원단이 뛰어난 난연성을 보였다. 특히 현재 소방용 방열복으로도 사용되고 있는 알루미늄 필름에 아라미드원단을 라미네이팅한 원단이 가장 뛰어난 난연성을 보였다. 하지만 내화학성에 있어 알루미늄은 4% NaOH에 부식되는 결과를 보이고 있어 이를 극복하기 위한 방안으로는 다층의 베리어성 필름을 사용하는 것이 좋을 것으로 사료된다. 아울러 난연성 시험결과 알루미늄필름과 폴리머 베리어성 필름을 소재로 만든 Dual skin과 불소고무에 난연성 물질이 포함된 것을 소재로 만든 Single skin이 화학보호복으로 적합한 것으로 판단된다. 또한 열방호실험과 열전달지수실험결과 두께의 증가와 다층구조일수록 TPP와 HTI 증가하는 것으로 나타났다. 향후 화학 보호복 원단의 화재위험성 및 내화학성시험 등 지속적 연구와 보완이 적절한 화학보호복 원단 성능개선에 기여할 것으로 기대된다.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제62권6호
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• pp.663-674
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• 2017

This paper presents an approach for evaluating performance of prestressed concrete (PC) bridge girders exposed to fire. A finite element based numerical model for tracing the response of fire exposed T girders is developed in ANSYS. The analysis is carried out in three stages, namely, fire temperature calculation, cross sectional temperature evaluation, and then strength, deformation and effective prestress analysis on girders exposed to elevated temperatures. The applicability of the computer program in tracing the response of PC bridge girders from the initial preloading stage to failure stage, due to combined effects of fire and structure loading, is demonstrated through a case study, and validated by test data of a scaled PC box girder under ISO834 fire condition. Results from the case study show that fire severity has a significant influence on the fire resistance of PC T girders and hydrocarbon fire is most dangerous for the girder. The prestress loss caused by elevated temperature is about 10% under hydrocarbon fire till the girder failure, which can lead to the increase in deflection of the PC girder. The rate of deflection failure criterion is suggested to determine the failure of PC T girder under fire.

• Steel and Composite Structures
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• 제15권1호
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• pp.103-130
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• 2013

Fire performance and fire safety of high-rise buildings have become major concerns after the disasters of World Trade Center in the U.S. in 2001 and Windsor tower in Spain in 2005. Performance based design (PBD) approaches have been considered as a better method for fire resistance design of structures because it is capable of incorporating test results of most recent fire resistance technologies. However, there is a difficulty to evaluate fireproof performance of large structures, which have multiple structural members such as columns, slabs, and walls. The difficulty is mainly due to the limitation in the testing equipment, such as size of furnace that can be used to carry out fire tests with existing criteria like ISO 834, BS 476, and KS F 2257. In the present research, a large scale calorie meter (10 MW) was used to conduct three full scale fire tests on medical modular blocks. Average fire load of 13.99 $kg/m^2$ was used in the first test. In the second test, the weighting coefficient of 3.5 (the fire load of 50 $kg/m^2$) was used to simulate the worst fire scenario. The flashover of the medical modular block occurred at 62 minutes in the first test and 12 minutes in the second test. The heat resistance capacity of the external wall, the temperatures and deformations of the structural members satisfied the requirements of fire resistance performance of 90 minutes burning period. The total heat loads and the heat values for each test are calculated by theoretical equations. The duration of burning was predicted. The predicted results were compared with the test results, and they agree quite well.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제77권5호
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• pp.661-672
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• 2021

In this article, the role of spans number and length in fire-resistance ratings (FRRs) of fireproofed steel frames are investigated. First, over a span-lengthening scenario, two one- and three-bay frames under the ISO834 fire are examined. It is shown that the FRRs of the frames rely highly on the changes made on their span length. Second, a building designed for three spans number of three, four, and five under natural fire is investigated. The beams are designed for two load-capacity-ratios (LCRs) of optimum and ultimate. The fire curves are determined through a probabilistic-based approach. It is shown that the structural vulnerability vastly increases while the number of spans decreases. The results show that for an optimum LCR, while the five-span frame can meet the required FRR in 87% of the fire scenarios, the four- and three-span frames can meet the required FRR in only 56%, and 50% of the fire scenarios, respectively. For an ultimate LCR, the five-, four- and three-span frames can meet the required FRR in 81%, 50%, and 37.5% of the fire scenarios, respectively. Functional solutions are then proposed to resolve the insufficiencies in the results and to rectify the application of the standard-based FRRs in the cases studied. The study here highlights how employing current standard-based FRRs can endanger structural safety if they are not connected to structural characteristics; a crucial hint specifically for the structural engineering community who may be not well familiar with the fundamentals of performance-based approaches.

• 콘크리트학회논문집
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• 제22권2호
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• pp.229-235
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• 2010

기존 건축물의 내화성능 보강과 화재 후 손상을 입은 구조물의 보수에 사용하기 위해 방화석고보드의 두께, 방화석고보드 적용에 따른 면적증가를 최소화하기 위한 시공방법, 종류 그리고 피복두께를 변화시켜 고강도 콘크리트의 내화성능을 평가하였다. 동일하게 제작한 8기의 고강도 콘크리트 기둥에 ISO-834 화재곡선에 따라 180분 내화시험을 실시하여 종방향철근 온도와 콘크리트의 깊이별 온도분포, 방화석고보드의 형상유지성능, 그리고 폭렬발생여부 등의 내화성능을 평가하였다. 15 mm 2장의 방화석고보드를 붙인 실험체의 경우 시공방법에 상관없이 보드가 탈락하여 폭렬이 발생하였다. 하지만, 두께가 30 mm인 경우에는 방화석고보드의 형상유지력이 손실되지 않으면 폭렬방지 및 온도제어가 가능함을 확인하였다. 폭렬발생으로 콘크리트 피복두께에 따른 효과는 비교할 수 없었으며, 보드 시공법에 따른 내화성능의 차이는 미미하다고 판단되었다.

• 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.

• 한국화재소방학회논문지
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• 제22권4호
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• pp.85-94
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• 2008

본 연구는 HSC의 폭렬제어 및 내화성능 확보 방안 중 하나인, HSC에 내화성능을 갖는 피복층을 형성하는 방안에 대하여, 피복층을 ECC로 이용하는 경우 이에 대한 화재성상 및 내화특성을 실험적으로 검토하고, 수열온도 예측 등과 같은 내화설계를 위한 기초자료를 제시하기 위한 것이다. 이를 위하여 HSC 부재에 대한 내화시험을 실시하였다. 실험변수는 ECC의 피복층 두께(20, 30, 40 mm), 시공방식(라이닝, 보수)으로 하였으며, 비교 및 검증을 위하여 피복층이 없는 HSC 및 FRCC 2종류의 충전두께의 변화에 따른 실험을 실시하였다. 도입 화재하중은 ISO 834 기준 3시간 가열곡선으로 하였으며, 각 깊이별 수열온도, 폭렬 및 균열성상, 중성화깊이를 측정 평가하였다. 실험결과 ECC는 HSC 보다 높은 차열성능을 가지고 있으며, 폭렬저감성능을 확인 할 수 있었다. 또한 회귀분석을 통하여 ECC를 HSC의 피복층으로 사용하는 경우에 대한 수열온도 간편 예측식을 제시하였으며, 이에 대한 검증을 실험결과를 통해 수행하였고 HSC를 이용한 부재에 대한 본 예측식의 적용 방법을 제시하였다.