• 한국화재소방학회논문지
• /
• 제23권3호
• /
• pp.110-120
• /
• 2009

터널의 경우 타구조물에 비해 화재빈도가 상대적으로 높지는 않으나, 밀폐된 공간이라는 특성상 5분 이내 $1000^{\circ}C$ 이상으로 급격한 온도상승이 발생할 수 있으므로, 화재발생시 대형 인명피해 및 화재 후 막대한 보수 보강비용이 파생된다. 이러한 터널화재로 인한 구조적 손상을 규명하기 위해, KS F 2257-1과 EFNARC 규정에 부합하고 터널 콘크리트 라이닝의 화재손상평가가 가능한 가열로를 개발하였다. 개발된 가열로를 실증실험에 사용하여 터널화재 시나리오(ISO, $1^{\circ}C$/SEC, MHC, RWS)에서의 콘크리트 PC패널라이닝의 폭렬특성과 화재손상범위를 ITA기준을 적용하여 평가하였다. 실증실험결과 ISO 화재조건에서는 30mm, $1^{\circ}C$/SEC에서는 20mm, MHC에서는 100mm, RWS에서는 50mm로 화재손상범위가 평가되었으며, 폭렬깊이는 RWS와 MHC 화재조건에서 30mm가 발생하는 것으로 나타났다.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
• /
• 한국콘크리트학회 2008년도 추계 학술발표회 제20권2호
• /
• pp.477-480
• /
• 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
• /
• 제24권3호
• /
• pp.145-151
• /
• 2010

터널의 화재는 초동진압에 실패할 경우 터널의 내부는 상당한 화재하중이 존재하고, 제연설비의 영향으로 화재전파속도가 빨라 단시간 내에 화재의 확산과 함께 고온으로 발전하여 터널 구조체 및 인명에 대한 피해를 증대시킨다. 이에 본 연구에서는 초기 가장 급격한 온도상승이 발생하는 시나리오인 MHC(Modified Hydrocarbon) 화재곡선을 대상으로 하중비를 0, 20, 40, 60, 70%를 조정한 화재실험을 수행하여 하중재하에 의한 콘크리트 폭렬영향성 및 화재손상범위에 대한 열적특성을 규명하고자 하였다. 실험체는 EFNARC에서 규정한 소규모 실물실험체 형상조건을 준용하였으며, 배합강도는 일반강도인 24MPa로 실험제반조건을 선정하였다. 실험수행결과 비재하조건의 라이닝의 경우 16mm의 폭렬이 발생하였으나 하중비 20%와 40%에서는 폭렬이 발생하지 않았다. 재하 하중비를 증가시킨 60%의 경우 24mm의 폭렬이 발생하였으며, 70% 재하조건의 경우 가열시작 10분 이후에 파괴되었다.

• 한국화재소방학회논문지
• /
• 제23권6호
• /
• pp.66-74
• /
• 2009

화재가 발생할 경우 터널 구조물은 일정하중 재하조건에서 화재로 인한 온도상승으로 인해 강도저하가 유발되며, 이러한 강도저하에 의해 축력비가 변화하게 되어 구조체에 변형이 발생하게 된다. 이에 본 연구에서는 일정하중 재하조건과 터널화재구현이 가능한 재하연동 가열로를 개발하여 콘크리트 라이닝의 화재 실증실험을 수행하였다. 실험체는 EFNARC에서 규정한 소규모 실물실험체 형상조건을 준용하였으며, 배합강도는 일반강도인 24MPa와 고강도인 40MPa 50MPa를 선정하여, 강도에 따른 열적특성을 분석하고자 하였다. 하중 재하비는 20%와 40%를 기준으로 가열시 일정재하조건을 부여하였으며, 터널화재곡선 중 가장 급격한 온도상승으로 인해 콘크리트의 열 충격효과가 구현될 수 있는 MHC Fire를 선정하여 가열실험을 수행하였다. 실험수행결과 동일한 하중비에서 고강도로 갈수록 균열이 증가되었으며, 폭렬은 고강도인 50MPa 실험체에서 발생하였다. ITA의 한계온도조건 콘크리트 라이닝의 성능기준에 따른 화재손상부위는 전체 200mm 라이닝에서 가열면으로부터 평균 50mm 깊이가 기준에 미 부합되는 것으로 도출되었다.

• 한국화재소방학회:학술대회논문집
• /
• 한국화재소방학회 2008년도 추계학술논문발표회 논문집
• /
• pp.484-489
• /
• 2008

We carried out a one-way heating experiment on the PC panel manufactured by changing the filling depths(20,30,40,50mm) of concrete regarding the fire strength in order to measure the inner concrete pressure which is a direct cause of concrete spalling. This fire experiment was conducted under the fire strength conditions of ISO 834 Standard, Modified Hydrocarbon and the maximum value of Pore Pressure was measured. As a result of analyzing the time it took to reach maximum pressure, it showed that the time rising to the maximum pressure of high strength concrete of 40MPa is slower than that of a 24MPa tunnel lining. In case of ISO fire conditions, spalling damage might take place in heating period of $20{\sim}40$ minutes in the range of $100{\sim}200^{\circ}C$ temperature. In case of MHC fire conditions, the area damaged by fire can appear after a lapse of $25{\sim}50$ minutes in the range of $150{\sim}250^{\circ}C$ temperature.

• 한국화재소방학회:학술대회논문집
• /
• 한국화재소방학회 2009년도 춘계학술논문발표회 논문집
• /
• pp.487-492
• /
• 2009

This study was performed FE numerical analysis under 120-minute fire conditions, using the ABAQUS, a wide use software, on the basis of the test results by concrete tunnel lining fire strengths (ISO, RWS, and MHC). The concrete material test was to secure the material properties of concrete linings, which were numerical analysis input conditions. And then built the material properties, such as specific heat, heat transfer rate, heat expansion rate, density, elasticity coefficient and compression strength under high temperature conditions, as database at 20 $^{\circ}C$ to 800 $^{\circ}C$, applying them to analysis as input values. As a result, the tunnel linings under RWS fire conditions saw fire temperature rose to maximum 1119 $^{\circ}C$at the location of 5 mm above a thermal surface, and saw surface temperature amount to 1214 $^{\circ}C$ in the middle part.

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