• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2005년도 봄학술 발표회 논문집(II)
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• pp.469-472
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• 2005

With all ensuring the fire resistance structure as a method of setting the required cover thickness to fire, the RC is significantly affected from the standpoint of its structural stability that the compressive strength and elastic modulus is reduced by fire. Normally, the degradation of concrete member exposed to fire is largely dependent on the fire scale and fire condition. There is therefore a need to precisely predict the deterioration and fire damage of the exposed member. Thus, this work estimated the temperature distribution inside a member taking into consideration of the thermal properties by means of finite element method(FEM). The estimation results in a little higher prediction value than the experimental value in surface layer and is almost coincident with the experiment as the heating depth increase. From this work it can be known that the simulation application of FEM using the thermal properties of concrete member in high temperature gives rise to the confident prediction in the prediction of temperature distribution.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제42권6호
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• pp.799-813
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• 2012

Five two-span reinforced concrete (RC) slabs and seven two-span RC beams were tested under the ISO 834 standard fire with different durations. CFRP strengthening was then applied to some of the specimens after the damaged concrete was removed from the specimens and replaced with polymer mortar. All the specimens were loaded to failure to investigate the influence of fire-damage and the effectiveness of strengthening methods. Test results indicated that the flexural capacities of specimens decrease with the fire duration increases. Moreover, fire exposure had more significant effect on the flexural rigidity than on the bearing capacity of the specimens. After rehabilitation, the bearing capacities of specimens reached or even exceeded that of the reference RC specimen, and the strengthening methods seemed to have limited effect on flexural rigidity recovery. From the analysis of moment redistribution of tested beams, elevated temperature is found having different impacts on sagging moment region and hogging moment region. The damage of RC continuous member is definitely a comprehensive response of different regions.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제14권3호
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• pp.118-122
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• 2010

본 연구는 도시철도 터널내 화재시 구조체의 내화성능을 평가하기 위한 기준을 제시하고자 실시하였다. 현재 국내 도심의 지하철 터널 구간은 135km로써 그 규모가 세계 4위이며 대도시들의 도시철도 터널건설의 증가와 그 연장이 길어짐에 따라 터널 내 화재사고가 갈수록 높아지고 있는 상황이다. 하지만 국내에는 도시철도 터널 화재에 대한 내화성능평가에 기본적으로 적용되는 시간-온도 곡선이 없다. 따라서 본 연구에서는 국내 도시철도 터널의 통행량, 차량 종류 등을 고려한 열방출율을 기초로 외국에서 제시된 시간-온도 곡선을 검토하였으며 국내 실정에 맞는 설계화재 모델을 제시하였다. 또한 제시된 설계화재모델에 대해 수치해석을 통하여 화재시 도시철도 터널 구조체의 온도분포를 산정하였다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제14권3호
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• pp.196-200
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• 2010

본 연구에서는 철도터널내 화재시 터널내 구조체의 내화성능을 평가하기 위한 시간-온도곡선의 기준을 제시하고자 실시하였다. 현재 국내에서는 철도터널건설과 터널의 수가 빠른 속도로 증가하고 있으며, 터널연장이 길어짐에 따라 터널 내 화재사고가 갈수록 높아지고 있는 상황이다. 철도터널의 화재빈도수는 적지만 화재시 인명과 교통차단으로 인한 사회적 피해는 막대하다. 하지만 우리나라에서는 철도터널 화재에 대한 적합한 시간-온도 곡선을 규정하지 못하고 있는 실정이다. 따라서 본 연구에서는 국내 철도의 통행량, 차량종류 등을 고려한 열방출율을 기초로 외국에서 제시된 시간-온도 곡선을 검토해 보았으며 국재 실정에 가장 적합한 설계화재 모델을 제시하였다. 탄화수소(HC)시간-온도 곡선이 국내 철도터널의 설계화재모델로 가장 적합하였으며, 탄화수소 시간-온도곡선에 의한 철도터널 구조체의 온도분포를 예측하기 위하여 유한요소해석을 통하여 콘크리트터널 구조체의 구조성능을 검토하였다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제18권5호
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• pp.655-664
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• 2006

본 연구는 하중비, 피복유무의 주요변수를 고려한 iTECH 합성보의 내화성능을 해석적 연구를 통해서 규명한 것이다. 합성보 구조는 개별적인 구조부재보다 내화성능이 우수할 것으로 기대되므로 해석적 연구에 의해서 안전하고 경제적인 내화설계를 제시할 수 있다. 열전달 해석은 범용 유한요소 프로그램인 ANSYS 10.0을 이용하여 ISO표준화재에 대해서 수행하였으며, EC1 Part 2.2와 EC4 Part1.2에서 제시된 모멘트 능력식과 강재와 콘크리트의 열적특성에 근거하여 내력해석을 수행하였다. 해석의 적절성을 검증하기 위해 실제적으로 수행된 실험결과와 비교를 통해서 그 적절성을 검증하였다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제9권2호
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• pp.157-169
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• 2007

본 연구에서는 $300^{\circ}C$부터 $1,000^{\circ}C$까지 $100^{\circ}C$간격으로 터널구조물 시공재료별로 목표온도 조건에 따른 중량손실률 및 제반 역학적 특성변화를 측정하였다. 실험 결과, 재료의 역학적 특성이 선형적으로 급격히 저하되는 임계 온도는 $300^{\circ}C$정도이고, 급격한 재료 특성 저하 후 거시적인 파괴로 진전되는 임계 온도는 약 $600^{\circ}C$라는 것을 파악할 수 있었다. 터널구조물 시공재료별로 목표온도에 따른 역학적 특성변화 결과들을 회귀분석한 결과, Bolzmann함수로 최적 회귀함수를 도출할 수 있었다. 최종적으로 화재 시나리오에 따라 터널구조물에 사용되는 시공재료 내부의 온도분포를 쉽게 추정할 수 있으며, 그에 따른 압축강도 및 탄성계수와 같은 역학적 특성들의 저하 정도도 정량적으로 추정할 수 있는 도표를 제시하였다.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제35권6호
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• pp.699-715
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• 2010

This paper investigates the structural responses of axially restrained steel beams under fire conditions by a nonlinear finite element method. The axial restraint is represented by a linear elastic spring. Different parameters which include beam slenderness ratio, external load level and axial restraint ratio are investigated. The process of forming a mid-span plastic hinge at the mid-span under a rising temperature is studied. In line with forming a fully plastic hinge at mid-span, the response of a restrained beam under rising temperature can be divided into three stages, viz. no plastic hinge, hinge forming and rotating, and catenary action stage. During catenary action stage, the axial restraint pulls the heated beam and prevents it from failing. This study introduces definitions of beam limiting temperature $T_{lim}$, catenary temperature $T_{ctn}$ and warning time $t_{wn}$. Influences of slenderness ratio, load level and axial restraint ratio on $T_{lim}$, $T_{ctn}$ and $t_{wn}$ are examined.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제10권4호
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• pp.313-327
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• 2008

화재 발생 시 지하구조물의 열-역학상호거동이 정확히 고려되지 못하고 있으며, 이로 인해 일반적인 열전달 이론에 근거한 수치해석 시 화재로 인한 구조물의 손상정도가 과소 평가될 수 있는 문제점이 있다. 따라서 본 연구에서는 화재 발생 시 지하구조물의 열-역학 상호거동을 모사하기 위한 유한요소 기반의 수치모델을 새롭게 개발하였다. 특히, 화재로 인한 구조물의 단면 손실을 모사하기 위한 요소제거모델을 제안하였고 대류 경계조건을 적용하였다. 이때 요소 내의 최대 온도가 해석 시에 설정한 임계온도 이상이 되면 요소가 제거되도록 설정하였다. 모형 화재시험 결과와 해석 결과를 비교한 변수해석을 통하여, RABT와 RWS 화재 시나리오 조건에 대한 최적의 임계온도, 요소크기, 온도에 따른 대류열전달계수 조건 등을 제시하였다.

• 한국건설관리학회논문집
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• 제19권6호
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• pp.94-102
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• 2018

고층건물의 적법하지 않은 소방시설로 인한 화재 증가로 안전성 확보를 위한 법규 검토의 필요성이 증가하고 있지만 국내 공동주택의 경우 소방시설 화재안전규정에 대한 적법성 검토는 잘 이루어지지 않고 있다. 구조적 특성상 화재 시 인명피해의 위험이 큰 건축물임에도 검토가 미흡한 이유는 건축법과 소방법 혼재에 따른 법규 해석 오류에 있으며 이로 인한 불필요한 소방시설의 설치 및 소방시설이 누락된 상태로 이루어지는 준공검사는 막대한 경제적, 시간적 손실을 발생시킨다. 따라서 본 연구에서는 소방시설에 대하여 혼재되어 있는 법규를 한 번에 검토할 수 있는 체크리스트를 도출하고 IPA 분석을 통해 항목별 중요도와 현수준을 확인하였다. 이를 바탕으로 실무 활용성을 고려한 매뉴얼을 개발하여 건설사의 소방 준공 리스크 저감에 기여하고자 한다.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제53권2호
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• pp.466-473
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• 2021

Fire protection is one of important issues to ensure safety and reduce risks of nuclear power plants (NPPs). While robust programs to shut down commercial reactors in any fires have been successfully maintained, the concept and associated regulatory requirements are constantly changing or strengthening by lessons learned from operating experiences and information all over the world. As part of this context, it is necessary not only to establish specific fire hazard assessment methods reflecting the characteristics of research reactors and educational reactors but also to make decisions based on advancement encompassing numerical analyses and experiments. The objectives of this study are to address fire simulation in the control room of an educational reactor and to discuss integrity of digital console in charge of main operation as well as analysis results through comparison. Three electrical fire scenarios were postulated and twenty-four thermal analyses were carried out taking into account two turbulence models, two cable materials and two ventilation conditions. Twelve supplementary thermal analyses and six subsequent structural analyses were also conducted for further examination on the temperature and heat flux of cable and von Mises stress of digital console, respectively. As consequences, effects of each parameter were quantified in detail and future applicability was briefly discussed. On the whole, higher profiles were obtained when Deardorff turbulence model was employed or polyvinyl chloride material and larger ventilation condition were considered. All the maximum values considered in this study met the allowable criteria so that safety action seems available by sustained integrity of the cable linked to digital console within operators' reaction time of 300 s.