• 제목/요약/키워드: structural fire analysis

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요소제거모델을 활용한 열전달해석에서 터널 화재이력곡선의 초기가열구배에 따른 대류열전달계수의 변화 (Variation of time-dependent convection beat transfer coefficients in beat transfer analysis at various initial beating rates of tunnel fire scenarios)

  • 최순욱;장수호;이춘환;안성율
    • 한국터널지하공간학회 논문집
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    • 제12권3호
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    • pp.223-237
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    • 2010
  • 본 연구에서는 화재에 의한 콘크리트의 단면손실과 역학적 특성을 저하하는 주요 요인 가운데 온도증가율, 즉 초기가열구배를 변화시키면서 모의화재실험을 수행하였다. 그리고 수행된 모의화재실험에서 관찰된 단면손실을 모사하기 위하여 요소제거모델을 활용한 유한요소해석법에 의해 열전달해석을 수행하였다. 이때 모의화재실험결과와 수치해석결과가 가장 일치하는 대류열전달계수를 반복적인 해석과정을 통해 도출하였다 이상의 과정으로부터 얻어진 초기가열구배에 따른 대류열전달계수의 변화를 조사한 결과, 각 초기가열구배별 대류열전달계수의 변화는 분수함수 형태로 근사시킬 수 있었다. 최종적으로 모의화재실험으로부터 도출된 초기가열구배별 대류열전달계수의 변화 결과를 내삽하여 다양한 초기가열구배에 따른 화재경과시간별 대류열전달계수의 변화를 추정할 수 있는 수식을 함께 제시하였다.

무피복 합성보의 내화성능에 대한 실험 및 해석적 연구 (Experimental and Numerical Study of Fire Resistance of Composite Beams)

  • 안재권;이철호
    • 한국강구조학회 논문집
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    • 제27권2호
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    • pp.143-153
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    • 2015
  • 본 연구에서는 매립형 합성보와 슬림플로어보의 내화성능평가를 위한 재하가열실험 및 수치해석연구를 수행하였다. 이를 통해 화재 시 합성보의 온도 및 처짐 변화를 분석하고 하중비, 철근, 화재노출면 등의 합성보 설계변수들이 내화성능에 미치는 영향을 비교하였다. 화재실험결과 매립형 합성보와 슬림플로어보의 경우 강재의 온도상승이 일반형 합성보에 비해 상당히 지연됨을 확인하였다. 그리고 매립콘크리트 내에 보강된 철근은 최소 90분까지는 상온강도를 발휘할 수 있는 온도이하를 유지하였다. 무보강 매립형 합성보, 철근을 보강한 매립형 합성보와 슬림플로어보의 경우 처짐량 제한 기준만으로도 2시간 이상의 내화성능을 달성하였다. 이는 무피복 매립형 합성보와 슬림플로어보가 강재보의 내화성능을 증진하는 합리적인 대안이 될 수 있음을 시사한다. 합성보 재하가열실험에 대하여 ABAQUS를 활용한 유한요소해석을 수행한 결과 전체적인 처짐 양상 및 내화시간의 예측에 있어서 해석결과가 실제 실험결과를 신뢰성 있게 구현하고 있음을 확인하였다.

Computer modelling of fire consequences on road critical infrastructure - tunnels

  • Pribyl, Pavel;Pribyl, Ondrej;Michek, Jan
    • Structural Monitoring and Maintenance
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    • 제5권3호
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    • pp.363-377
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    • 2018
  • The proper functioning of critical points on transport infrastructure is decisive for the entire network. Tunnels and bridges certainly belong to the critical points of the surface transport network, both road and rail. Risk management should be a holistic and dynamic process throughout the entire life cycle. However, the level of risk is usually determined only during the design stage mainly due to the fact that it is a time-consuming and costly process. This paper presents a simplified quantitative risk analysis method that can be used any time during the decades of a tunnel's lifetime and can estimate the changing risks on a continuous basis and thus uncover hidden safety threats. The presented method is a decision support system for tunnel managers designed to preserve or even increase tunnel safety. The CAPITA method is a deterministic scenario-oriented risk analysis approach for assessment of mortality risks in road tunnels in case of the most dangerous situation - a fire. It is implemented through an advanced risk analysis CAPITA SW. Both, the method as well as the resulting software were developed by the authors' team. Unlike existing analyzes requiring specialized microsimulation tools for traffic flow, smoke propagation and evacuation modeling, the CAPITA contains comprehensive database with the results of thousands of simulations performed in advance for various combinations of variables. This approach significantly simplifies the overall complexity and thus enhances the usability of the resulting risk analysis. Additionally, it provides the decision makers with holistic view by providing not only on the expected risk but also on the risk's sensitivity to different variables. This allows the tunnel manager or another decision maker to estimate the primary change of risk whenever traffic conditions in the tunnel change and to see the dependencies to particular input variables.

도로터널 방재시설의 소방관계법령 개선방안 (Improvement Plan of Fire-Related Laws of Disaster Prevention Facilities of Road Tunnels)

  • 서효선;황영권;이승철
    • 한국화재소방학회논문지
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    • 제33권2호
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    • pp.124-131
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    • 2019
  • 도로터널에서 화재가 발생하면 밀폐된 구조적 특성상 대형재난으로 발전할 가능성이 높기 때문에 각종 방재시설이 잘 설치되어 화재예방과 대응에 제 기능을 발휘해야 한다. 연속터널의 연장 및 방음터널을 고려하지 않아 필수 방재시설의 설치가 누락되어 법령의 개정이 필요한 것으로 판단된다. 이에 따라 본 논문에서 도로터널의 방재시설과 관련한 국내 법령들의 변천사항을 검토하고, 각 법령 간 비교분석을 통해 소방관계법령에서 개정이 필요한 부분을 연구한 결과는 다음과 같다. 첫째, 연속터널은 개별터널의 연장의 합을 고려하도록 하고 방음터널이 터널의 범주에 포함되도록 하여 필수 방재시설이 설치가 되지 않는 일이 없도록 해야 한다. 둘째, 터널 내 방재시설 설치의 법적 당위성 확보가 필요하므로 터널에 설치가 제외된 시설인 미분무소화설비, 비상방송설비, 유도등이 법령에 명시될 필요가 있다. 셋째, 현장대응의 입장에서 터널 내에 공기호흡기를 비치하도록 명시하여 소방대원들의 진압활동 및 인명구조에 크게 기여할 수 있도록 한다.

Performance-based and damage assessment of SFRP retrofitted multi-storey timber buildings

  • Vahedian, Abbas;Mahini, Seyed Saeed;Glencross-Grant, Rex
    • Structural Monitoring and Maintenance
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    • 제2권3호
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    • pp.269-282
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    • 2015
  • Civil structures should be designed with the lowest cost and longest lifetime possible and without service failure. The efficient and sustainable use of materials in building design and construction has always been at the forefront for civil engineers and environmentalists. Timber is one of the best contenders for these purposes particularly in terms of aesthetics; fire protection; strength-to-weight ratio; acoustic properties and seismic resistance. In recent years, timber has been used in commercial and taller buildings due to these significant advantages. It should be noted that, since the launch of the modern building standards and codes, a number of different structural systems have been developed to stabilise steel or concrete multistorey buildings, however, structural analysis of high-rise and multi-storey timber frame buildings subjected to lateral loads has not yet been fully understood. Additionally, timber degradation can occur as a result of biological decay of the elements and overloading that can result in structural damage. In such structures, the deficient members and joints require strengthening in order to satisfy new code requirements; determine acceptable level of safety; and avoid brittle failure following earthquake actions. This paper investigates performance assessment and damage assessment of older multi-storey timber buildings. One approach is to retrofit the beams in order to increase the ductility of the frame. Experimental studies indicate that Sprayed Fibre Reinforced Polymer (SFRP) repairing/retrofitting not only updates the integrity of the joint, but also increases its strength; stiffness; and ductility in such a way that the joint remains elastic. Non-linear finite element analysis ('pushover') is carried out to study the behaviour of the structure subjected to simulated gravity and lateral loads. A new global index is re-assessed for damage assessment of the plain and SFRP-retrofitted frames using capacity curves obtained from pushover analysis. This study shows that the proposed method is suitable for structural damage assessment of aged timber buildings. Also SFRP retrofitting can potentially improve the performance and load carrying capacity of the structure.

Experimental investigation on thermal behavior, sound absorption, and flammability of natural fibre polymer composites

  • Ravi Kumar, B.;Hariharan, S.S.
    • Structural Engineering and Mechanics
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    • 제76권5호
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    • pp.613-618
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    • 2020
  • Exhausting oil resources and increasing pollution around the world are forcing researchers to look for new, renewable, biodegradable materials to lead sustainable development. The use of fiber reinforced composites based on natural fibres has increasingly begun as prospective materials for various engineering applications in the automotive, rail, construction and aerospace industries. The natural fiber chosen to make the composite material is plant-based fibre, e.g. jute fibre, and hemp fibre. Thermosetting polymer based Epoxy (LY556) was utilized as matrix material and The composites were produced using hand lay-up technique. The fabricated composites were tested for acoustic testing, thermo-gravimetric analysis (TGA) and flammability testing to asses sound absorption, thermal decomposition and fire resistivity of the structures. Hemp fibre composites have shown improved thermal stability over Jute fibre composites. However, the fire resistance characteristics of jute fibre composites are better as compared to hemp fibre composites. The sound absorption coefficient of composites was found to enhance with the increase of frequency.

마켓 지향 통신네트워크(MoN: Market-oriented Network) 기술동향 분석 (Technology Trends in Market-oriented Networks)

  • 이순석;심재찬;류호용
    • 전자통신동향분석
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    • 제38권6호
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    • pp.119-127
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    • 2023
  • Market-oriented networks support various tasks in the market domain. We analyze trends in structural changes of such networks to adapt to preferences in general market movements. This analysis is different from conventional ones that focus on specific technologies. Instead, we focus on the paradigm shift of network technology from connectivity functionalities to platforms supporting business domains for direct modeling. Moreover, we analyze current development efforts of technologies based on popular and realistic solutions such as FIWARE, 5GinFIRE, IBN, IDN, and HNSP. Remarkably, we detail HNSP as an open research and development platform to experiment with business models and enable co-building with developers. We observe a clear paradigm shift of communications technology from a closed to an open job-shop style.

협소공간전용 바닥고정형 입상관 흔들림방지버팀대 개발에 관한 연구 (A Study on the Development of Floor-Fixed Standpipe Sway Brace for Narrow Space)

  • 진세영;최수길;박상민;연태영;김창수;김시국
    • 한국화재소방학회논문지
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    • 제34권1호
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    • pp.47-54
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    • 2020
  • 본 논문은 협소공간인 피트 내부에 설치되는 기존 입상관 흔들림방지버팀대의 설치 및 시공 상의 문제점을 개선하고, 수평지진하중(X축, Y축)에 대한 지지역할과 더불어 추가적으로 수직지진하중(Z축)을 지지할 수 있는 협소공간전용 바닥고정형 입상관 버팀대 개발에 관한 연구이다. 솔리드웍스 시뮬레이션을 이용한 구조해석 결과 1차 설계모델의 경우 수직방향에서 앵커 위치에 따른 편심하중이 발생하였고, 수평 및 수직 방향에서 모두 재질의 허용응력을 초과하는 문제가 나타났다. 2차 설계모델의 경우 1차 설계모델에서 발생하였던 수직방향으로의 편심하중에 의한 변형이 발생되지 않았고, 최대변형률이 0.17%로 1차 설계모델(최대변형률 13.01%)보다 약 12.84% 감소하는 것으로 나타나 구조적인 안정성 및 내구성이 향상된 것을 확인할 수 있었다. 시제품에 대한 압축 및 인장 하중시험결과 모든 시제품이 기준에서 정한 성능기준에 적합한 것으로 나타났다.

선박모션에 따른 고정식 CO2소화 장치 구조안전성 평가 (Structural Safety Evaluation for Fixed CO2 Extinguishing Systems Under Ship Motion)

  • 김승찬;강상훈;최주형;김정환;박영철
    • 대한기계학회논문집 C: 기술과 교육
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    • 제4권2호
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    • pp.75-83
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    • 2016
  • 화재는 선박의 안전을 위협하는 가장 위험한 요소 중의 하나이므로, 선박에 설치되는 안전장치 중에서 소화 장치는 가장 중요한 안전장치라고 볼 수 있다. 선박에 탑재되는 고정식 소화 장치는 해상의 파랑에 따라 구조물의 안정성에 영향을 받는 구조이다. 특히 랙 부분은 이산화탄소용기를 고정시키는 부재로 소화 장치 중 기본적인 안전장치이다. 본 논문에서는 시뮬레이션기법을 활용하여 각 방향 별 선박모션 및 이산화탄소용기에서 분출되는 압력데이터를 적용하여 랙 유닛의 해석을 수행하였으며 이에 따른 소화 장치의 구조적 안전성을 평가하였다.

고온에 노출된 고강도 콘크리트 기둥의 폭렬해석 (Spalling Analysis of High-Strength Reinforced Concrete Columns under High Temperature)

  • 신성우;유석형
    • 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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    • 제11권6호
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    • pp.193-200
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    • 2007
  • 고온을 받는 고강도 콘크리트의 폭렬현상을 해석하기 위하여 온도해석, 열응력해석 및 수분이동 해석과 더불어 콘크리트 피복의 박리여부까지 고려하여야 하는 매우 복잡하고 어려운 해석과정이 요구되나 아직 이에 대한 연구가 거의 없는 실정이다. 본 연구에서는 수증기 압력을 온도와 피복두께의 함수로서 정의하고 또한 적합조건을 이용함으로써 피복콘크리트의 박리여부를 예측할 수 있는 실용적인 폭렬해석 알고리즘을 개발하였다. 폭렬해석결과 콘크리트 강도가 증가 할수록 PP섬유량이 적을수록 폭렬현상이 심하게 발생하였으며, 이는 기존의 실험결과와 유사한 경향을 나타내어 향후 고강도 콘크리트 내화설계를 위한 폭렬해석 시 유용하게 활용될 수 있을 것으로 기대된다.