• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2006년도 춘계학술발표회 논문집(I)
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• pp.434-437
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• 2006

Structures tend to become high-rise, large and specialized due to the urban concentration. Technology related to the structure and construction is required to improve, for which the use of high strength concrete(HSC) with better material property, and composite member with the combined advantage of both concrete and steel for better performance, is suggested. Over a half of fires, which increase by over 10% every year recently, come from the architectural structure, causing a loss at national level. However, little study has been conducted on the member at high temperature despite the increase in the use of HSC composite members. In this study, the techniques of modeling for analysing by DIANA (Displacement Analyzer) the fire damaged HSC composite compressive members are researched. We can review the effect of change in the steel ratio, section size and the steel ratio on the residual strength of structural members by parameter analysis study.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2008년도 춘계 학술발표회 제20권1호
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• pp.377-380
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• 2008

Fiber Cocktail을 혼입유무에 따른 40${\sim}$100 MPa 고강도 콘크리트 구조부재의 고온영역에서 재료적 물리적 역학적 특성을 규명한 후, 유한요소해석법(ABAQUS)을 적용한 구조요소 화재거동 시뮬레이션 해석을 수행한 결과, 다음과 같은 결론을 얻었다. 첫째, 콘크리트 Fiber Cocktail을 혼입한 실험체는 무혼입 실험체에 비해 최대수축이 제어되는 것으로 해석되었으며, 그 제어 범위는 혼입실험체 대비 약 25%${\sim}$55%로 분석되었다. 이는 고강도 콘크리트 기둥에서 Fiber Cocktail 혼입을 통해 기둥변위 수축제어가 가능한 것으로 분석되었다. 둘째, 본 연구는 고강도 콘크리트의 내부 공극압에 의한 폭렬 특성이 반영되지 않은 화재 거동 해석으로서 향 후 콘크리트 내부 공극압에 대한 특성 반영, 다양한 고강도 콘크리트 및 강재의 강도별, 내부온도별 재료 특성 DB가 구축된다면 성능기반 내화구조 설계를 위한 기술적 기반이 이루어질 것으로 판단된다.

• 항공우주시스템공학회지
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• 제16권1호
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• pp.97-103
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• 2022

항공기에 장착되는 구성품은 항공기 운용 조건에서 구조 건전성이 입증되어야만 항공기에 장착될 수 있다. 항공기 주요 구성품 중에서 파일런은 엔진이나 외부무장 같은 외부장착물을 항공기의 주날개와 연결하고 파일런 자체에 작용하는 하중을 항공기의 주구조물로 전달하는 역할을 하며, 민간 항공기에서는 엔진 영역에서 화재가 발생할 경우 주날개로 화재가 번지는 것을 방지하는 역할도 한다. 본 연구에서는 항공기에 외부 연료탱크를 장착하기 위해 사용하는 연료 파일런의 구조 건전성을 검증하기 위해 수행한 구조 정적시험의 결과를 제시하였다. 본문에서는 파일런의 구조 정적시험에 사용되는 시험장비, 유압장치, 하중제어시스템 그리고 데이터 획득장비로 구성되는 시험셋업을 제시하였다. 그리고, 하중작동기를 제어하는 소프트웨어를 소개하고, 각 시험하중 조건에 대한 시험 프로파일을 제공하였다. 시험 결과, 각 시험에서 허용 오차 범위 내에서 하중작동기가 적절히 제어되는 것으로 나타났으며, 시험체의 주요 위치에서 수치해석과 구조시험으로 부터 획득한 변형률의 비교를 통해 수치해석의 신뢰성을 검증하였다. 결론적으로, 구조 정적시험을 통해 본 연구에서 다루고 있는 연료 파일런이 요구된 하중조건에 대해 충분한 구조 강도를 가지고 있음을 입증하였다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제20권2호
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• pp.331-346
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• 2018

국내 고속철도 터널에 주요 방재시설물인 피난연결통로 방화문이 설치되고 있으나, 고속으로 통행하는 열차의 고압력으로 인하여 방화문에 강한 충격 및 장기간 진동으로 인하여 잦은 파손 및 유지보수가 발생되고 있다. 이러한 문제를 해결하기 위해 방화문 개선이 필요하나, 국내에서는 단순 KS F 2296 성능시험에 의한 인증서를 제출하여 설치되고 있다. 현재 국내에서는 사전에 이론적인 검토 없이 실규모 방화문 제작에 의한 단순 시험인증 여부로 개발 되다보니, 개선을 위한 고비용이 발생되고 있는 실정으로 사전에 구조적인 안전을 확보할 수 있는 설계방안의 검토가 필요하다. 따라서 본 연구를 통하여 피난연결통로 방화문 설계 및 성능개선 효율화를 위해 사전 구조 검토가 가능한 구조해석 연구를 수행하였으며, 이러한 결과 값에 대한 신뢰성을 확보하기 위해 실규모 시작품 제작을 통한 공인 인증시험(KS F 2296)에서 발생된 결과 값을 비교검토 하였다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제17권2호
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• pp.94-100
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• 2013

본 논문은 철근콘크리트 구조물이 화재를 입었을 경우의 최고 노출 온도 예측 및 화재손상 분석을 위하여 콘크리트 시험체에 대한 기기 분석적 고찰을 실시하였다. 시차열분석 결과, $200^{\circ}C$까지는 모세관수 및 겔수의 증발로 인한 강한 흡열피크가 일어났으며, $520^{\circ}C$정도에서 수산화칼슘 ($Ca(OH)_2$)의 분해로 인해 흡열피크가 생성되었고, 흡열 반응으로 인해 시료의 중량이 크게 감소되었다. $720^{\circ}C$정도에서 칼사이트 ($CaCO_3$)의 분해로 인해 또 한번의 강한 흡열반응이 발생한 것을 알 수 있었다. 또한 X-선 회절분석 결과, $400^{\circ}C$까지는 $Ca(OH)_2$가 존재하지만 $600^{\circ}C$이상부터는 CH성분은 거의 소멸되고 CaO의 성분이 나타났으며, 온도가 높을수록 생성량이 증가하였다. 이것은 화재 시 콘크리트의 온도가 증가될수록 $Ca(OH)_2$과 $CaCO_3$가 분해되어 CaO로 변환되기 때문이며, $Ca(OH)_2$와 $CaCO_3$가 완전히 분해되어 피크가 없어지고 대신 CaO의 피크가 크게 형성되는 온도 범위를 약 $700{\sim}800^{\circ}C$로 추정할 수 있다. 주사형 전자현미경 분석 결과, 고열에 의해 콘크리트를 구성하고 있는 시멘트 반응생성물에서 결합수 및 겔수의 탈수로 인해 콘크리트의 수축이 발생함으로써 미세한 균열이 전반적으로 심하게 발생되는 것을 볼 수 있다. 이를 통해 보통 콘크리트가 열을 받으면 $300^{\circ}C$부터 미세균열이 발생되어 $500^{\circ}C$에서는 상당히 심하게 균열이 발생되는 것을 알 수 있다.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제67권6호
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• pp.629-641
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• 2018

The paper describes the development of a two-dimensional (2D) co-rotational nonlinear beam finite element that includes advanced path-following capabilities for detecting bifurcation instability in elasto-plasticity of steel elements subjected to fire without introducing imperfections. The advantage is twofold: i) no need to assume the magnitude of the imperfections and consequent reduction of the model complexity; ii) the presence of possible critical points is checked at each converged time step based on the actual load and stiffness distribution in the structure that is affected by the temperature field in the elements. In this way, the buckling modes at elevated temperature, that may be different from the ones at ambient temperature, can be properly taken into account. Moreover, an improved displacement predictor for estimating the displacement field allowed significant reduction of the computational cost. A co-rotational framework was exploited for describing the beam kinematic. In order to highlight the potential practical implications of the developed finite element, a parametric analysis was performed to investigate how the beam element compares both with the EN1993-1-2 buckling curve and with experimental tests on axially compressed steel members. Validation against experimental data and numerical outcomes obtained with commercial software is thoroughly described.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제23권5호
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• pp.60-67
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• 2019

일반적으로 철근콘크리트 슬래브는 콘크리트 재료의 열적특성에 의해 높은 수준의 화재 저항 성능을 보유하고 있는 것으로 알려져 있다. 그러나 기존연구에 따르면 중공슬래브의 열적거동은 일반 슬래브와 상이한 것으로 보고되고 있으며, 이는 중공슬래브 내부에 형성된 공기층 때문인 것으로 판단된다. 따라서 슬래브 내부의 공기층을 고려하지 못하는 기존의 방법을 통해서 화재 시 중공슬래브의 내부온도를 추정하는 것은 어려울 것으로 판단된다. 본 연구에서는 화재 시 중공슬래브의 내부온도 분포를 산정하기 위한 수치해석 모델을 제안하고 이를 평가하였다. 기본적으로 화재 시 슬래브의 열전달은 전도, 대류, 복사 등을 통해 발생하며, 이를 기반으로 시간에 따른 슬래브 내부 단면 온도분포를 산정하게 된다. 이에 본 연구에서는 슬래브를 유한개의 층으로 분할하여 각 층의 온도를 산정하는 유한차분법을 도입한 중공슬래브의 수치해석적 모델을 개발하였으며, 슬래브 내부 공기층에서의 대류 및 복사에 의한 열전달 경로를 고려할 수 있도록 개발하였다. 또한 제안된 모델을 실험결과와의 비교를 통해 검증하였으며, 그 결과 제안된 모델은 화재 시 중공슬래브의 온도변화를 적절히 예측하고 있는 것으로 나타났다.

• 한국환경복원기술학회지
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• 제27권3호
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• pp.1-18
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• 2024

The study aims to establish a direction for forest ecological restoration by classifying forest types and understanding the ecological characteristics of the Uljin forest area damaged by a large fire in 2022. Hierarchical cluster analysis and indicator species analysis were conducted on 78 survey plots located in the forest fire-affected area, and four forest cover types were derived: P. densiflora pure forests, P. densiflora dominant forests, mixed broad-leaved forests, and Q. variabilis dominant forests. As a result of visually comparing changes in forest types before and after forest fire damage, by classifying data according to whether or not upper dead trees are included, it was confirmed that pine forests, which have a high proportion of pine trees, spread widely due to forest fire damage. However, broad-leaved mixed forests and oyster oak dominant forests showed characteristics of maintaining concentration, indicating that pine forests were severely damaged. As a result of the important value analysis, during the process of natural recovery after a forest fire, the species that appear early in the lower layer are the sprouts of existing species such as Quercus mongolica Fisch. ex Ledeb., Quercus variabilis Blume, Fraxinus sieboldiana Blume, Rhododendron mucronulatum Turcz. The distribution of diameter at breast height by forest cover type showed that among areas with extreme forest fire damage, the proportion of dead trees was relatively high and structural changes were large in P. densiflora pure forests and P. densiflora dominant forests where pine trees had a high distribution ratio. However, if continuous monitoring is carried out in the future with reference to the results of this study and plant data is collected and analyzed from a mid- to long-term perspective, it is believed that it will be used as useful data to promote forest ecological restoration projects in forest fire-affected areas.

• 한국화재소방학회논문지
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• 제31권3호
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• pp.73-78
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• 2017

본 논문에서는 바이메탈식 온도센서를 적용한 건조설비에서의 화재 위험성에 대하여 연구하였다. 건조설비는 산업현장 등에서 광범위하게 사용되고 있으며, 건조 대상물이 가열될 때 발생하는 가연성 가스 및 증기에 의한 폭발 및 화재 등이 일어나기 용이하기 때문에 구조와 사용방법 등에 대한 규제가 엄격하게 이루어지고 있지만 부적합한 온도센서를 활용한 건조로 등의 내부온도 측정시 정확한 온도 측정이 이루어지지 못하는 경우에는 그만큼 화재 위험성이 증가하게 된다. 따라서 본 논문에서는 건조설비에 광범위하게 사용되고 있는 바이메탈식 온도센서의 구조를 분석하고, 측정 대상물의 성상에 따른 온도 측정 실험을 수행하였다. 측정 대상물에 따른 온도 측정 결과, 기체 및 고체에 대한 온도 측정에 있어서는 실제 온도에 비해 낮은 온도로 측정되었으며, 액체 대상물의 경우에는 비교적 정확한 온도 측정이 가능하였다. 이러한 실험 결과로부터 바이메탈식 온도센서는 기체 및 고체의 온도 측정에는 부적합하며, 액체의 온도 측정에 보다 적합한 특성을 나타내었다.

• Earthquakes and Structures
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• 제13권3호
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• pp.267-277
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• 2017

Base-isolation is now being adopted as a retrofitting strategy to improve seismic behaviour of reinforced concrete (r.c.) framed structures subjected to far-fault earthquakes. However, the increase in deformability of a base-isolated framed building may lead to amplification in the structural response under the long-duration horizontal pulses of high-magnitude near-fault earthquakes, which can become critical once the strength level of a fire-weakened r.c. superstructure is reduced. The aim of the present work is to investigate the nonlinear seismic response of fire-damaged r.c. framed structures retrofitted by base-isolation. For this purpose, a five-storey r.c. framed building primarily designed (as fixed-base) in compliance with a former Italian seismic code for a medium-risk zone, is to be retrofitted by the insertion of elastomeric bearings to meet the requirements of the current Italian code in a high-risk seismic zone. The nonlinear seismic response of the original (fixed-base) and retrofitted (base-isolated) test structures in a no fire situation are compared with those in the event of fire in the superstructure, where parametric temperature-time curves are defined at the first level, the first two and the upper levels. A lumped plasticity model describes the inelastic behaviour of the fire-damaged r.c. frame members, while a nonlinear force-displacement law is adopted for the elastomeric bearings. The average root-mean-square deviation of the observed spectrum from the target design spectrum together with a suitable intensity measure are chosen to select and scale near- and far-fault earthquakes on the basis of the design hypotheses adopted.