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문제 정의
- 특히 무보강 원형 CFT기둥(FC)의 경우 초기 항복이후 최대 항복점을 가늠할 수 없을 정도의 변형을 나타내고 있다. 따라서 내력과 변위를 비교하기 위해서 최대내력점을 L/100의 변위를 갖을 때를 최대내력으로 평가하고자 한다. “KS-F 2257-7건축구조 부재의 내화시험방법-기둥의 성능조건”에서는 실험체가 축방향의 전체 수축량이 L/100(㎜)에 도달하였을 경우 기둥부재로 성능 실험을 종료하는 것으로 즉, 부재유효길이는 1,420㎜이므로 14.
- 반면 비재하 가열 실험의 경우 단면내 한계온도와 평균온도에 대해서만 규정되고 있다. 따라서, BS 5950-8에서 사용하고 있는120분 내의 단면 온도분포를 구하고 실험값과 비교하여 평가하고자 한다. 실험은 180분까지의 온도를 측정하였으므로 120분 이후의 온도는 추세선으로 가정하여 점선으로 표현하였다.
- 최대내력발생위치는 화염에 손상된 실험체의 경우 12㎜이상의 변위를 갖을 때 발생되었으며, 상온 실험체의 경우 원형강관 CFT기둥(C)을 제외한 4개의 실험체가 5㎜이내의 변위에서 최대 내력을 발휘 하고 있다. 변위에 따른 내력을 통해 화재 손상 후 잔존내력을 비교 하고자 한다. 잔존강도 비(Residual Strength ratio)는 화염에 노출된 부재내력을 상온시의 내력으로 나누어 부재 내 잠재되어 있는 내력을 계산한다.
- 본 연구에서는 화재 발생된 CFT기둥의 손상정도 및 성능 저하정도를 분석하고자 내부 온도 분포를 평가 하고, 단면내부의 온도분포에 따라 내부 충전콘크리트와 보강재의 내력 저하 정도를 파악하여 CFT기둥의 전체적인 잔존강도를 평가하여 다음과 같은 결론을 얻었다.
- 이러한 상황에서 CFT기둥을 사용한 건축물에 화재가 발생하여 손상을 입게 되었을 경우 성능 저하정도를 정밀하게 측정할 수 있는 기법이 필요하다. 본 연구에서는 화재 발생시 CFT기둥에 대한 내부 온도 분포를 평가 하고, 단면내부의 온도분포에 따라 내부 충전콘크리트와 보강재의 내력 저하 정도를 파악하여 CFT기둥의 전체적인 잔존강도를 평가하고자 한다.
- 고온에 노출된 일부 실험체의 최대내력점의 판단여부가 명쾌하지 않아. 부재의 축방향 변위에 따른 내력점을 추출하여 비교하고자 한다. 변위의 범위는 3㎜에서 최대 20㎜으로 6등분을 하였다.
가설 설정
- 따라서, BS 5950-8에서 사용하고 있는120분 내의 단면 온도분포를 구하고 실험값과 비교하여 평가하고자 한다. 실험은 180분까지의 온도를 측정하였으므로 120분 이후의 온도는 추세선으로 가정하여 점선으로 표현하였다. 온도분포 예측식 (simplify method)에 필요한 온도에 따른 계수값을 표 2와 3에 정리하였다.
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