• Steel and Composite Structures
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• 제34권3호
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• pp.441-452
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• 2020

Within the French CIFRE research project COMINO, an innovative type of composite beam was developed for buildings that need fire resistance with no additional supports in construction stage. The developed solution is composed of a steel U-shaped beam acting as a formwork in construction stage for a reinforced concrete part that provides the fire resistance. In the exploitation stage, the steel and the reinforced concrete are acting together as a composite beam. This paper presents the investigation made on the load bearing capacity of this new developed steel-concrete composite section. A full-scale test has been carried out at the Laboratory of Structural Engineering of the University of Luxembourg. The paper presents the configuration of the specimen, the fabrication process and the obtained test results. The beam behaved compositely and exhibited high ductility and bending resistance. The shear connection in the tension zone was effective. The beam failed by a separation between the slab and the beam at high deformations, excessive shear forces conducted to a failure of the stirrups in this zone. The test results are then compared with good agreement to analytical methods of design based on EN 1994 and design guidelines are given.

• 콘크리트학회논문집
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• 제22권1호
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• pp.29-39
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• 2010

이 연구에서는 고강도 콘크리트의 전열특성 및 화재거동을 구명하기 위해 실증실험과 수치해석을 병행하였으며, 화재실험조건 및 제약 상황으로 인해 실험을 통해 도출할 수 없는 고강도 콘크리트의 화재성상은 수치해석을 통해 예측하였다. 이를 위해 수치해석결과와 실험 결과를 비교 검증하여 해석기법의 신뢰성을 확보하였으며, 80 MPa 및 100 MPa의 고강도 콘크리트의 전열특성 및 화재거동을 상용 소프트웨어인 아바쿠스(V.6.8)를 사용하여 수치해석을 수행하였다. 실증실험결과 폭렬저감재를 혼입한 콘크리트의 경우 무 혼입 콘크리트에 비해 표준화재조건에서 약 25~55% 정도의 기둥 수축량이 제어되어 내화성능이 향상되었으며, 이는 섬유혼입으로 인해 콘크리트의 전열특성이 제어되어 기둥부재의 내화성능을 향상시키기 때문이다.

• 한국해양공학회지
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• 제32권5호
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• pp.310-323
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• 2018

In order to protect lives and prevent large-scale injuries in the event of a fire on a ship or an offshore plant, most classification societies are strengthening their fire resistance designs of relevant cargo holds and accommodation compartments to keep flames from being transferred from a fire point to other compartments. Particularly in critical compartments, where flames should not propagate for a certain period of time, such as the A60 class division, both the airtightness and fire-resistant design of a piece passing through a bulkhead are subject to the Safety of Life at Sea Convention (SOLAS) issued by the International Maritime Organization (IMO). In order to verify the suitability of a fire-resistant design for such a penetrating piece, the fire test procedure prescribed by the Maritime Safety Committee (MSC) must be carried out. However, a numerical simulation should first be conducted to minimize the time and cost of the fire resistance test. In this study, transient thermal analyses based on the finite element method were applied to investigate the heat transfer characteristics of a bulkhead penetration piece for the A60 class compartment. In order to determine a rational bulkhead penetration piece design, the transient heat transfer characteristics according to the variation of design parameters such as the diameter, length, and material were reviewed. The verification of the design specification based on a numerical analysis of the transient heat transfer performed in this study will be discussed in the following research paper for the actual fire protection test of the A60 class bulkhead penetration piece.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제26권4호
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• pp.323-334
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• 2014

본 연구에서는 표준화재에 노출된 무피복 콘크리트충전강관(CFT)기둥의 내화성능 및 거동 특성을 파악하고자 화재실험 및 수치해석 연구를 수행하였다. 실험변수로는 기둥높이, 하중비, 단면크기를 고려하였고, 이들이 CFT 기둥의 내화성능에 미치는 영향을 알아보고자 단면내 온도변화 및 축변형을 분석하였다. 실험결과 모든 실험체의 강관에서 국부좌굴이 발생, 콘크리트로 하중전이가 일어났고, 이후 콘크리트 압괴로 이어졌다. 이는 CFT 기둥의 전체 휨좌굴과 함께 국부좌굴이 내화설계의 주요 변수로 고려되어야 함을 시사한다. 하중비가 증가할수록 콘크리트저항구간이 줄어들면서 전체적인 내화시간이 감소하였다. 강재한계온도에 근거한 합성부재의 내화성능평가는 실제 하중지지력에 의한 내화시간에 비해 다소 보수적임을 확인하였고, 기존 연구자들의 제안식에 의한 성능예측결과도 실제 내화성능과 비교해볼때 개선의 여지가 있었다. 화재시 CFT 기둥의 내화성능을 예측하기 위하여 유한요소해석을 수행하였고, 실험결과와 비교할 때 신뢰성 있는 예측값을 나타냄을 확인하였다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제23권6호
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• pp.705-713
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• 2011

본 연구의 목적은 기존의 데크플레이트 슬래브에 오메가형 강판을 중공체로 사용한 데크플레이트 슬래브의 진동 및 내화성능을 평가하는 것이다. 오메가형 강판의 삽입으로 인한 데크플레이트 슬래브의 진동 성능을 평가하기 위해서 슬래브 두께를 주요 변수로 하였으며, 각각 150mm 실험체 3개와 200mm 실험체 3개를 제작하였다. 각 실험체는 슬래브 두께별로 기존의 데크플레이트 슬래브 1개와 콘크리트 토핑두께(오메가형 강판의 높이)를 변수로 하는 2개의 실험체로 구성되어 있다. 또한 내화성능을 평가하기 위해서 실물크기의 실험체 2개(동일 크기)를 제작하였다. 진동에 대한 실험결과 오메가형 강판이 삽입된 철선일체형 데크플레이트 슬래브는 고유진동수가 12.66Hz~14.09Hz로써 중공부로 인한 진동문제는 없는 것으로 나타났다. 또한 내화성능에 대한 실험 결과 각 실험체는 실험시간 2시간 동안 하중지지력, 차열성, 차염성에 대한 평가기준을 모두 만족하였다. 따라서 오메가형 강판을 삽입한 철선일체형 데크플레이트는 효과적으로 콘크리트 사용량을 저감하면서도 기존의 데크플레이트에 준하는 진동 및 내화성능을 갖춘 것으로 판단된다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제22권6호
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• pp.1-8
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• 2018

본 연구의 목적은 해석적 방법을 통하여 내화 재료의 특성을 파악하고 섬유 강화 폴리머로 보강된 철근콘크리트의 보의 적절한 내화설계 방법을 제안하는 것이다. 이를 위해, 내화재료의 가열실험을 실시하고 유한요소해석을 통해 열전도율과 비열을 구하고 또한 고온에서 FRP로 보강된 철근콘크리트 보 실험체에 대한 유한요소 해석을 통해 실험결과와 해석결과를 비교하였다. 이 과정에서 실험과 해석적 접근의 신뢰성을 확인하였다. 최종적으로 FRP로 보강된 철근콘크리트 보의 열적특성을 제안된 해석 방법으로 분석하고 고온으로 감소된 휨내력을 계산하였다. 최종적으로 제안된 방법을 이용하여 FRP로 보강된 부재에서 고온 노출시 열특성을 반영한 부재의 열전도를 파악하고 이를 이용하여 내력을 산정할 수 있는 것으로 나타났다.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제11권4호
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• pp.560-567
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• 2023

본 연구에서는 달라지는 화재 성상에 대비하기 위한 내화재료 연구의 일환으로 천연 탄산칼슘 재료인 굴 패각과 난각을 각각 잔골재로 치환하여 치환율에 따른 강도 및 내화성능을 평가하여 내화 재료로 사용하기 위한 자료를 제공하고자 하였다. 굴 패각과 난각은 각각 잔골재 대비 10~50 %를 치환하였고, KS 시험방법에 준하여 강도측정 및 간이가열 실험을 진행하였다. OS를 치환한 경우는 ES를 치환한 경우보다 강도가 높게 측정되었지만 이면온도 또한 높게 측정되었다. 이를 통해 폭발성 화재같이 강도성능이 요구되는 곳은 OS를 혼합한 내화보드를 사용하고, 1000 ℃이상의 고온화재 같이 높은 내화성능이 요구되는 곳은 ES를 혼합한 내화보드를 사용하는 등 용도에 맞게 선택할 수 있을 것으로 사료된다.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2006년도 추계 학술발표회 논문집
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• pp.745-748
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• 2006

This study investigates the fundamental properties and examines spalling appearances and residual compressive strength of high strength concrete containing hybrid organic fibers subjected to fire. Test showed that overall, an increase of fiber content decreased the fluidity of concrete, but specimens containing polyvinyl alcoho(PVA)+polypropylene(PP) fiber and nylon(NY)+PP fiber had improved flow. In addition, the air content of all specimens was properly ranged in target value, regardless of fiber content. As for the spalling properties when completed the fire test, control concrete exhibited spalling occurrence due to sudden elevated temperature. However, specimens containing more than 0.1 vol% of PP fiber prevented the spalling, while specimens containing PP+CL and PVA+PP fiber can protected from fire in more than 0.15vol% of the fiber content. Importantly, a specimen containing only 0.05vol% of NY+PP showed the favorable spalling resistance performance.

• Journal of the Korean Wood Science and Technology
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• 제42권2호
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• pp.157-162
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• 2014

This study was conducted to examine the functionality of the fire retardant treated wood. The hygroscopic property, leaching resistance, metal corrosive efficacy and gas toxicity of retardant treated wood were analyzed. Sodium silicate was penetrated to the wood for making fire retardant treated wood. The subsequent treatment agents such as boric acid, ammonium borate, di-ammonium phosphate were treated after sodium silicate treatment due to fixation. As results for the test, the leaching resist was improved by subsequent treatment. The fire retardant combination such as sodium silicate, boric acid and di-ammonium phosphate showed high hygroscopic property, metal corrosive efficacy. The gas toxicity was also satisfied KS standard.

• 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.