일반적으로, 철근콘크리트(Reinforced concrete, 이하 RC) 재료는 낮은 열전도율로 인해 다른 구조재료와 비해 화재저항성능이 우수하다고 평가되고 있다. 그러나, 화재 시 발생하는 콘크리트의 폭렬 현상은 철근을 피복하고 있는 콘크리트를 탈락시켜 철근이 고온에 빨리 도달하게 하며, 부재의 단면적 손실로 인한 강성저하를 가져옴으로서 구조물 전체의 성능저하를 일으킬 수 있다. 즉, 폭렬 현상에 의하여 발생하는 부재의 단면적손실과 피복 두께 손실로 인한 철근의 노출은 ...
일반적으로, 철근콘크리트(Reinforced concrete, 이하 RC) 재료는 낮은 열전도율로 인해 다른 구조재료와 비해 화재저항성능이 우수하다고 평가되고 있다. 그러나, 화재 시 발생하는 콘크리트의 폭렬 현상은 철근을 피복하고 있는 콘크리트를 탈락시켜 철근이 고온에 빨리 도달하게 하며, 부재의 단면적 손실로 인한 강성저하를 가져옴으로서 구조물 전체의 성능저하를 일으킬 수 있다. 즉, 폭렬 현상에 의하여 발생하는 부재의 단면적손실과 피복 두께 손실로 인한 철근의 노출은 RC 부재의 구조 안전성을 크게 감소시킬 수 있기 때문에 RC 부재의 화재저항성능평가에 반드시 고려되어야 한다. 이 연구에서는 콘크리트의 폭렬 현상을 고려하기 위하여 열전달 이론과 콘크리트 및 철근 재료의 열적특성을 이용하여 RC 부재 단면의 상세온도 해석을 수행하였으며, 콘크리트 내부 공극압 형성 모델을 활용하여 화재에 노출된 RC 부재의 폭렬 현상을 예측할 수 있는 모델을 개발하였다. 개발된 모델은 RC 부재의 폭렬 깊이 및 온도 분포를 비교적 정확히 평가할 수 있는 것으로 나타났으며, 이 연구에서는 이를 이용하여 화재 시 폭렬현상을 고려한 화재저항성능 평가모델을 제시하였다. 제안된 화재저항성능 평가모델은 기존 연구들로부터 수집된 94개의 실험결과와 비교하여 검증되었으며, 검증 결과, 화재에 의해 손상된 철근콘크리트 기둥의 구조 성능을 합리적으로 평가할 수 있는 것으로 나타났다.
일반적으로, 철근콘크리트(Reinforced concrete, 이하 RC) 재료는 낮은 열전도율로 인해 다른 구조재료와 비해 화재저항성능이 우수하다고 평가되고 있다. 그러나, 화재 시 발생하는 콘크리트의 폭렬 현상은 철근을 피복하고 있는 콘크리트를 탈락시켜 철근이 고온에 빨리 도달하게 하며, 부재의 단면적 손실로 인한 강성저하를 가져옴으로서 구조물 전체의 성능저하를 일으킬 수 있다. 즉, 폭렬 현상에 의하여 발생하는 부재의 단면적손실과 피복 두께 손실로 인한 철근의 노출은 RC 부재의 구조 안전성을 크게 감소시킬 수 있기 때문에 RC 부재의 화재저항성능평가에 반드시 고려되어야 한다. 이 연구에서는 콘크리트의 폭렬 현상을 고려하기 위하여 열전달 이론과 콘크리트 및 철근 재료의 열적특성을 이용하여 RC 부재 단면의 상세온도 해석을 수행하였으며, 콘크리트 내부 공극압 형성 모델을 활용하여 화재에 노출된 RC 부재의 폭렬 현상을 예측할 수 있는 모델을 개발하였다. 개발된 모델은 RC 부재의 폭렬 깊이 및 온도 분포를 비교적 정확히 평가할 수 있는 것으로 나타났으며, 이 연구에서는 이를 이용하여 화재 시 폭렬현상을 고려한 화재저항성능 평가모델을 제시하였다. 제안된 화재저항성능 평가모델은 기존 연구들로부터 수집된 94개의 실험결과와 비교하여 검증되었으며, 검증 결과, 화재에 의해 손상된 철근콘크리트 기둥의 구조 성능을 합리적으로 평가할 수 있는 것으로 나타났다.
Generally, reinforced concrete is considered to have a better fire resistance rather than other structural material because of its low heat conductivity. However, explosive spalling at elevated temperature can lower the performance of whole structures by reducing sectional area and concrete cover wh...
Generally, reinforced concrete is considered to have a better fire resistance rather than other structural material because of its low heat conductivity. However, explosive spalling at elevated temperature can lower the performance of whole structures by reducing sectional area and concrete cover which cause stiffness and material property degradations. Therefore, explosive spalling under fire condition should be considered in fire resistance design. In this study, to consider the effect of explosive spalling, thermal analysis with material properties of concrete and steel at the elevated temperatures, and the spalling prediction model was developed by utilizing pore pressure build-up model. The developed model provided accurate effective height after spalling and time-temperature curves. This study proposed the numerical model for fire resistance of reinforced concrete columns considering spalling using the spalling prediction model. The proposed model was verified by a total of 94 test specimens collected from previous studies. The proposed model in this study well evaluated the fire resistance performance of reinforced concrete columns.
Generally, reinforced concrete is considered to have a better fire resistance rather than other structural material because of its low heat conductivity. However, explosive spalling at elevated temperature can lower the performance of whole structures by reducing sectional area and concrete cover which cause stiffness and material property degradations. Therefore, explosive spalling under fire condition should be considered in fire resistance design. In this study, to consider the effect of explosive spalling, thermal analysis with material properties of concrete and steel at the elevated temperatures, and the spalling prediction model was developed by utilizing pore pressure build-up model. The developed model provided accurate effective height after spalling and time-temperature curves. This study proposed the numerical model for fire resistance of reinforced concrete columns considering spalling using the spalling prediction model. The proposed model was verified by a total of 94 test specimens collected from previous studies. The proposed model in this study well evaluated the fire resistance performance of reinforced concrete columns.
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