• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2010년도 춘계 학술대회 제22권1호
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• pp.407-408
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• 2010

본 연구는 폴리프로필렌 섬유와 나일론 섬유, 그리고 스테인레스 강섬유로 보강된 초고강도 콘크리트 기둥의 내화 성능에 관하여 조사하였다. 단주부재시편 24개가 제작되었으며 KS F 2257-1의 표준시간-가열온도곡선을 이용하여 3시간까지 가열하였다. 폴리프로필렌 섬유의 길이와 각 섬유의 혼입율을 주요 실험 변수로 하였으며, 일반 골재와 전기로 슬래그 골재에 대한 영향도 파악하였다.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2005년도 봄학술 발표회 논문집(II)
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• pp.389-392
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• 2005

In this study, the effect of thickness of sprayed fireproofing on temperature of main bars under fire test was investigated for high strength concrete member(column) prevented the spalling. The thicknesses of sprayed fireproofing were 0, 10, 20 and 30mm. Test was carried out according to ISO-KS standard temperature-time curve during 3hrs. Based on temperature results of main bars after 3hrs, it appears that the temperatures of the main coner bar are about 400$^{circ}C$ and 500$^{circ}C$, when the thicknesses of sprayed fireproofing are 5mm and 2mm, respectively.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제19권4호
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• pp.425-434
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• 2007

SC 합성기둥은 기존의 합성기둥들이 가지는 내력상승, 방청효과, 공사기간 단축이 가능하고, 충전상태의 육안확인도 용이하여 이와 관련된 연구가 활발히 진행되고 있지만 SC합성기둥의 내화성능에 관한 연구는 미흡한 실정이다. 이에 본 논문에서는 SC합성기둥의 내화성능평가를 위해 하중비, 콘크리트 면적비, 피복유무를 변수로 두어 실험을 수행하였다. 또한 온도증가에 따른 실험체의 강도감소를 단순 수치해석으로 산출하여 내화성능시간을 유추하였고, 실험결과와 비교분석 하였다. 이 실험을 통하여 하중비가 작을수록 내화성능은 향상되었다. 그러나 콘크리트 면적비는 SC합성기둥의 내화성능 향상에 큰 영향을 미치지 못하였다.

• International Journal of Concrete Structures and Materials
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• 제2권1호
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• pp.41-48
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• 2008

This study investigates the spalling properties of high strength concrete designed with various types of mineral admixture and diverse content ratios of polypropylene (PP) fiber. Experimental factors considered in series I are four pozzolan types of mineral admixture and series II consists of three shrinkage reducing types of mineral admixture. PP fiber was added 0.05, 0.10 and 0.15vol. % in each mixture of series I and series II, so that totally 27 specimens including control concretes in each series were prepared. Test results showed that the increase of fiber content decreased the slump flow of fresh concrete and increased or decreased the air content depending on the declining ratio of slump flow. For the properties of compressive strength, all specimens were indicated at around 50 MPa, which is high strength range; especially all specimens in series II were 60 MPa. Fire test was conducted in standard heating curve of ISO 834 with ${\phi}100{\times}200\;mm$ size of cylinder moulds for 1 hour. The specimens incorporating silica fume exhibited severe spalling and most specimens without the silica fume could be protected from the spalling occurrence in only 0.05vol % of PP fiber content. This fire test results demonstrated that the spalling occurrence in high strength concrete was not only affected by concrete strength related to the porosity of microstructure but also, even more influenced by micro pore structure induced by the mineral admixtures.

• 대한토목학회논문집
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• 제30권4A호
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• pp.391-398
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• 2010

본 연구에서는 반단면 프리캐스트 패널을 갖는 RC 슬래브에 대해서 비재하 상태에서 ISO-834 화재곡선을 적용한 가열시험을 수행하였다. 가열시험시 PP섬유 혼입되지 않은 실험체에서는 콘크리트의 폭렬이 발생되고, PP섬유가 혼입된 실험체에서는 폭렬이 발생되지 않았다. PP섬유가 혼입된 반단면 프리캐스트 패널을 적용한 RC 슬래브의 발생온도는 PP섬유가 혼입되지 않은 경우보다 낮은 수준을 보였다. 화재 가열실험 후 상온상태로 냉각된 RC 슬래브의 극한하중을 평가하기 위하여 3점 휨실험을 수행하였다. 실험결과, PP섬유가 혼입되지 않은 RC 슬래브는 PP섬유가 혼입된 실험체와 비교해 약 32.5% 정도 극한하중이 감소하는 결과를 보였다. 또한, PP섬유가 혼입된 반단면 프리캐스트 패널을 갖는 RC 슬래브의 극한하중은 PP섬유가 혼입된 전두께 RC 슬래브보다 큰 수준을 보였다. 이상의 결과에서 PP섬유의 혼입과 반단면 프리캐스트 패널 적용시 화재에 대한 저항능력이 향상됨을 확인하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제18권10호
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• pp.54-62
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• 2017

본 논문에서는 해상 구조물들의 화재시 안전성 평가에 대한 연구의 일환으로써 기본적인 구조강도 부재들의 화재시 거동 및 파괴확률을 구해 보았다. 화재에서의 안전성 평가는 부재의 Fire resistance와 화염에 의한 열하중인 Fire severity를 비교하여 이루어질 수 있다고 가정하였다. Fire severity는 육상 건축물에 대한 화재안전 규정인 Eurocode 1의 표준화염 온도변화 곡선과 부재로의 열전달 방정식을 사용하여 부재의 최대온도를 구하게 되며, Fire resistance는 단순 부재의 경우, 간략식과 코드의 활용으로 해결할 수 있지만, FPSO 와 해상 구조물의 복잡성을 고려하여 상용 구조해석 프로그램의 활용을 통하여 탄소성해석 및 대변형등을 고려한 보다 실용적인 부재의 구조강도를 해석하여 주어진 파괴모드에 대한 한계 온도를 구하여 최대온도와 비교하였다. 더불어, Fire resistance 측면에서의 두 접근방식의 비교를 통해서 두 방식의 등가적 성향을 확인하였다. 여기서 Strength, Serviceability, Stability의 세 가지 측면에서 First Hinge, Large Deflection, Buckling의 세 가지 파괴모드를 상정하고 각각에 대한 파괴여부를 확인하였고, 이렇게 구해지는 Fire severity와 Fire resistance의 식에 AFOSM 방법을 적용하여 최종적으로 부재의 파괴확률을 구하는 방식을 통해, 단순 부재인 Beam 및 Plate 예제에 적용하여 구조물의 화재시 거동 및 각 파괴모드에 대한 파괴여부를 구하였다.

• International Journal of Concrete Structures and Materials
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• 제10권sup3호
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• pp.19-31
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• 2016

The objective of this paper is to investigate the effect of thickness and moisture on temperature distributions of reinforced concrete walls under fire conditions. Toward this goal, the first three wall specimens having different thicknesses are heated for 2 h according to ISO standard heating curve and the temperature distribution through the wall thickness is measured. Since the thermal behavior of the tested walls is influenced by thickness, as well as moisture content, three additional walls are prepared and preheated to reduce moisture content and then tested under fire exposure. The experimental results clearly show the temperatures measured close to the fire exposed surface of the thickest wall with 250 mm thickness is the highest in the temperatures measured at the same location of the thinner wall with 150 mm thickness because of the moisture clog that is formed inside the wall with 250 mm of thickness. This prevents heat being transferred to the opposite side of the heated surface. This is also confirmed by the thermal behavior of the preheated walls, showing that the temperature is well distributed in the preheated walls as compared to that in non-preheated walls. Finite element models including moisture clog zone are generated to simulate fire tests with consideration of moisture clog effect. The temperature distributions of the models predicted from the transient heat analyses are compared with experimental results and show good agreements. In addition, parametric studies are performed with various moisture contents in order to investigate effect of moisture contents on the thermal behaviors of the concrete walls.

• 한국재난관리표준학회지
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• 제2권3호
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• pp.55-60
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• 2009

현재 많이 사용되고 있는 50MPa 고강도 콘크리트에 대해서 섬유혼입공법(폴리프로필렌섬유와 강섬유)을 적용하여 국토해양부 시행령에 따라 2가지 다른 섬유혼입량을 가진 총 4기의 시험체를 제작하여 ISO 834 표준내화곡선에 따라서 180분간 내화시험을 실시하여 폭렬발생여부, 철근과 콘크리트의 온도분포를 통해 내화성능을 평가하였다. 내화시험 후 모든 시험체에 폭렬은 발생하지 않았으며, 폭렬방지를 위해서 요구되는 최소 폴리프로필렌섬유량은 콘크리트 단위용적당 0.57 kg이상 이다. 섬유혼입량에 따른 콘크리트와 종방향철근의 온도분포를 비교한 결과, 섬유혼입량에 따른 차이는 없다고 판단된다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제24권1호
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• pp.97-107
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• 2020

본 연구에서는 화재시 매입형 합성기둥의 높은 축력비에 따른 내화성능을 알아보기 위해 유한요소해석 프로그램(ANSYS)을 통한 해석을 실시하였다. 온도에 따른 응력-변형률 곡선을 적용하여 ASTM E 119 가열곡선과 축력비 0.7, 0.6, 0.5에 따른 과도상태 열전달해석 및 정적구조해석을 실시하였으며, 해석조건과 동일한 조건에서의 재하가열실험을 실시하였다. 또한, 기준식(Eurocode 4)에 따라 가열시간에 따른 합성기둥의 공칭압축강도를 산정하고, 축력비로 나타내어 해석값 및 실험값과 비교하였다. 해석 및 실험과 기준(Eurocode 4)을 통해 가열시간에 따른 단면별 온도분포를 확인하고, 이에 따른 내화성능을 측정해 비교분석하였다. 유한요소해석 결과 축력비 0.5에서는 내화시간 180분으로 실험값과 유사한 값이 도출된 반면, 축력비 0.6, 0.7에서 내화시간 150분과 60분이 도출되어 실험결과에 비해 다소 높은 결과가 도출된 것을 알 수 있었다. 그리고 기준식(Eurocode 4)에 따라 산정한 축력비에 따른 내화시간이 실제 실험값에 비해 다소 낮게 평가하고 있다는 것을 확인하였다. 그러나 축력비 0.7에서는 기준(Eurocode 4)이 실험값에 비해 다소 높게 평가하는 것을 확인하였다. 이에 따라 고축력에서의 매입형 합성기둥의 내화특성(시간-축력비 관계)을 확인하고, 도출된 매입형 합성기둥의 실험 및 해석데이터를 Eurocode기준의 검증의 자료로 활용할 수 있을 것으로 보인다.

• 한국화재소방학회논문지
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• 제34권1호
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• pp.11-17
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• 2020

성능위주설계의 설계화원 정보는 피난안전성 평가에 직접적인 영향을 미치기 때문에, 실물화재 실험에 근거한 설계화원의 설정이 매우 중요하다. 복합영상관에 대한 성능위주설계의 신뢰성을 개선시키기 위하여, 상영관 의자에 대한 화재실험을 통해 열발생률과 화재확산속도 등의 화재거동에 관한 정보를 제공한다. 이를 위하여 실제 상영관과 유사하게 배열된 다수의 객석 의자가 적용되었다. 주요 결과로서, 객석의자 1개에 대하여 최대 열발생률과 단위 질량당 발열량은 각각 415~988 kW와 15.2~23.8 MJ/kg의 범위를 갖는다. 신형과 구형 객석의자의 평균 단위 질량당 발열량은 각각 23.6 MJ/kg과 16.7 MJ/kg으로 측정되었다. 즉, 신형의자의 증가된 플라스틱 및 쿠션재의 함량으로 인하여, 신형이 구형에 비해 화재위험성이 높은 것으로 확인되었다. 추가로 객석의자가 일렬로 배치될 때, 점화위치와 상관없이 0.39~0.42 m/min의 화재확산속도가 관찰되었다. 마지막으로 복합영상관의 성능위주설계를 위하여 객석의자의 최대 열발생률과 화재성장률로 구성된 화재성장곡선이 제안되었다.