Prior to real fire test, theoretical of the fire resistant performance of the structural ele-ments is often less time consuming and less costly to calculate it, than to determine the perform-ance experimentally. This study is aimed at introduction of estimating methods of the fire resistant performance of the steel structural elements not by the actual fire tests but by the mathematical models.
The earlier studies on the fire resistance performance of woods used as building materials have focused on confirming combustion characteristics of fire retardant or flame resistant treated wood. In this paper, to confirm internal temperature changes closely related to pyrolysis of woods exposed to the flame, heating experiments were conducted in a heating furnace according to the standard heating temperature curves after Douglas-fir, which is widely used as structural materials, was treated with a flame resistant solution and flame retardant paint. As a result of the experiment, it was confirmed that the thermal diffusion inside the wood has decreased when the wood was treated with the flame resistant solution. However, in high temperature, the flame resistant effect could not be expected due to the peeling of the coating in the case of the flame resistant paint treated wood. Therefore, it can be considered that it is more effective to use the flame resistant solution which penetrates in to the inside of the wood than flame resistant paint which forms the coating on the surface of the wood in order to enhance the flame resistance effect on the thick wood.
The fire resistance of a statistically indeterminate beam made of fire resistant steel was analyzed using the mechanical and thermal databases and compared with that of an indeterminate beam constructed of ordinary structural steel to not only determine the fire resistance performance of a statistically indeterminate beam itself, but also to determine if it is stable to test the fire resistance performance with a determinate beam built with ordinary structural steel instead of an indeterminate beam made from fire resistant steels. The results showed that the fire resistance of an indeterminate beam consisting of fire resistant steels is better than that of a determinate beam made of SS 400 and if the length of the beam built with FR 490 is longer, the displacement of the beam is higher. In addition, the fire test with a determinate beam made of SS 400 is was more conservative than that of an indeterminate beam made of FR 490 in the range of the same length. Therefore, another measure should be considered if beams built with FR 490 are longer than thos of SS 400.
Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea
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v.36
no.2
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pp.137-145
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2023
This paper presents the effects of fire-resistant materials on the temperature and vertical deflection of a composite beam exposed to fire through nonlinear thermo-mechanical analysis. The fire was modeled using the standard fire curve proposed in American Society for Testing and Materials (ASTM) E119. Fire-resistant materials were modeled by reducing the heat transfer coefficient from the air layer to the beam. The temperature and vertical deflection of the uncoated composite beam were measured using a laboratory fire test, and the results of the structural fire analysis were verified through comparison with experimental results. By introducing the fire-resistance effect, the reduction in the temperature and deflection of the beam for the ASTM E119 standard fire can be reasonably estimated. Based on a case study of the heat transfer coefficient, the fire-resistant effect on the thermo-mechanical response of a composite beam in the event of a fire is presented.
This paper describes the results of a numerical investigation of the large deflection behaviour of steel beams under fire conditions, taking into consideration the effect of catenary action provided by the surrounding structures. The main focus is on the development, validation and application of a simplified calculation method that may be adopted in design calculations. Because no experimental result is available for validation of the simplified calculation method, the finite element program ABAQUS has been used to simulate the large deflection behaviour of a number of steel beams so as to provide alternative results for validation of the proposed method. Utilising catenary action has the potential of eliminating fire protection to all steel beams without causing structural failure in fire. However, practical application of catenary action will be restricted by concerns over large beam deflection causing integrity failure of the fire resistant compartment and additional cost of strengthening the connections and the surrounding structures to resist the catenary forces in the steel beams. This paper will provide a discussion on practical implications of utilising catenary action in steel beams as a means of eliminating fire protection. A number of examples will then be provided to illustrate the type of steel framed structure that could benefit the most from exploiting catenary action in fire resistant design.
Journal of Korean Association for Spatial Structures
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v.17
no.1
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pp.41-47
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2017
Structures of steel frame buildings getting vary depending on the development of construction technology. Fire-resistant steel beams and Columns accredited by accreditation bodies from the performance of various fire-resistant coating is applied to the current pillar method is most H-beams. H-beam has been proposed a non-load test specifications in the relevant regulations, its scope of accreditation to be granted without limitation of size H-beams from the performance of the test specification. However, in the case of the rectangular steel structure is to check its performance and to a separate one of the receive acknowledge and so take advantage of the cross-sectional shape factor in this study to test the performance of the fire-resistant structure proposed for standard test specimen.
Fire at building can occur enormous damages to life, properties, and environment and the risk of fire breakout is going up higher because of application of combustible materials than before. Therefore, the steel industries are trying to develop fire resistant steel in order to sustain the load bearing capacity of steel structures during fire situation. In this paper, to give the basis data-bases for evaluation of structural stability of steel structures applied fire resistant steel, FR 490, the tests of mechanical and thermal properties at high temperature were conducted and the comparisons are done with the SM 490 that has the same mechanical one.
Park Young-Keun;Lee Doo-Hyung;Yoon Myung-O;Hyun Seong-Ho
Fire Science and Engineering
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v.19
no.1
s.57
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pp.51-58
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2005
In this paper, The experimental materials of painted fire resistant paint on substrate, FRP, PVC, AL and stainless steel that fire resistant paint developed newly were evaluated as the hazard elements : the fire resistibility of the materials, fire spread test of flame, the oxygen index, flammability, the smoke density. the toxicity index from it when it burned. As a result of the experiments, the AL and the stainless steel were passed of fire resistant class 1, the FRP, the AL, and the stainless steel were ignited of fire spread test of flame, all the experimental materials showed about $50\%$ of oxygen index, V-0 of flammability, and 43-338 of maximum smoke density at flaming mode used smoke density chamber. Also, they showed that the toxicity index of combustion products were 0.57-1.12.
Kim, Doo-Ho;Park, Dong-Cheol;Kim, Woo-Jae;Lee, Sea-Hyun
Proceedings of the Korean Institute of Building Construction Conference
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2010.05b
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pp.43-47
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2010
The use of high-strength concrete has increased for its excellent structural stability as buildings become higher and bigger than ever before in Korea and overseas recently. The functional requirement of building materials has also been bolstered so for the high -performance, high-quality construction materials to be used more extensively. However, the internal structure of the high-strength concrete is very dense so spalling can be caused during fire. The spalling in turn can cause critical structural damages followed by the fatal consequences, demolition of the building. Therefore, ensuring fire safety for high-rise buildings is assumed to be urgent. Alumino-silicate fire resistant board producing technology has been developed in situations that new materials with excellent fire resistance and easy installation has been sought. The alumino-silicate fire resistant board turned out to exhibit not only fire resistance and excellent physical and dynamical characteristics but also excellent onsite applicability and easy process and transportation after completing Mock-up test. Its excellence as a high-performance building materials was proven.
With a rapid development of economy, more high-rise buildings are being constructed in large cities than before. As a result steel members such as beams, columns make a great role of the building construction, and the need of them to be protected to have enough fire resistance is in-creasing . But conducting a real fire test to all the members is almost impossible. So prior to do conduct a real fire test of the protected steel members, evaluating the fire resistant rating of them by means of their specific properties might be economical things. This study is aimed to introduce the fire resistant rating of protected steel members without a real fire test through the related studies and data.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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