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제안 방법
- 64mm) 시험체의 양생이 부족하였기 때문으로 판단되며, 페인트가 초기 박리되는 현상도 발생하였다. P-U-2H-2(1.36mm) 시험체의 경우 충분한 양생을 위해 성능시험은 한 달 뒤 수행하였으며, 이러한 영향으로 도막 두께 차이에 의한 내화성능은 크게 발생하지 않았다. Fig.
- 그러므로 식 (2)를 기초로 산정한 재하하중(P )은 169kN이므로 전체 가력하중(2P)은 340kN이 된다. 그러나 산정한 가력하중은 시험체의 고정하중을 제외하였고, 성능 확인을 위한 예비시험이므로 재하하중을 다소 증가시켜 380kN으로 시험을 수행하였다.
- , 그 후속으로 신형상 U형 합성보의 내화성능평가를 실시하였다. 내화성능평가는 세라믹계의 뿜칠재와 내화페인트로 구분하여 내화시험을 하였다. 시험 변수는 피복재의 종류(뿜칠재와 페인트)와 내화시간(2시간, 3시간), 하중가력 유무(재하와 비재하), 뿜칠재 두께 등이다.
- 내화페인트를 적용한 2개의 시험체를 제작하여 비재하가열 시험을 실시하였다. P-U-2H-1 시험체의 내화페인트의 도막 두께는 평균 1.
- 시험은 새로운 형상의 합성보 내화성능을 평가하기 위해 실시하였으며, 단순지지 합성보로 제작하였다. 내화피복재는 뿜칠재와 내화페인트에 대해 각각 특정 1개사 제품으로 한정하였으며, 내화시간은 2시간, 3시간으로 구분하였다. 시험변수는 내화피복재의 종류와 하중가력 유․무, 내화시험시간, 피복두께 등을 변수로 8개의 시험체를 제작하였다.
- 내화피복재의 영향은 피복재 종류와 두께, 합성보 단면 형상 등을 모두 포함하여 평가하는데 한계가 있다. 단지 본 연구에서는 피복재 종류에 의한 차이를 내화뿜칠과 내화페인트로 구분하여 온도그래프를 통해 개략적으로 상호 비교하였다.
- 재하가열시험은 변형량과 변형속도를 측정하고, 비재하는 온도를 측정하여 관리기준과 비교하였다. 또한 시험체 설치와 열전대 부착방법 및 위치 등은 내화구조인정 시험방법을 준용하였으며, 각 시험체는 표준화재곡선에 의해 가열시험을 수행하였다.
- 본 연구에서는 신형상 U형 하이브리드 합성보를 개발하여 합성보 휨성능 평가와 기둥 보 접합부 내진성능평가를 하였으며[5], 그 후속으로 신형상 U형 합성보의 내화성능평가를 실시하였다. 내화성능평가는 세라믹계의 뿜칠재와 내화페인트로 구분하여 내화시험을 하였다.
- 뿜칠재 시험체에 대해 재하와 비재하로 구분하여 시험을 실시하였다. Table 8은 2개 시험체의 평균온도와 최고온도를 평균하여 정리한 것이다.
- 세라믹계 피복재를 대상으로 4개의 시험체를 제작하여 비재하가열시험을 실시하였다. 2시간 내화성능 시험체는 15mm를 뿜칠하였고, 3시간은 20mm이다.
- 내화성능평가는 세라믹계의 뿜칠재와 내화페인트로 구분하여 내화시험을 하였다. 시험 변수는 피복재의 종류(뿜칠재와 페인트)와 내화시간(2시간, 3시간), 하중가력 유무(재하와 비재하), 뿜칠재 두께 등이다.
- 내화피복재는 뿜칠재와 내화페인트에 대해 각각 특정 1개사 제품으로 한정하였으며, 내화시간은 2시간, 3시간으로 구분하였다. 시험변수는 내화피복재의 종류와 하중가력 유․무, 내화시험시간, 피복두께 등을 변수로 8개의 시험체를 제작하였다. 시험체 변수는 Table 1과 같다.
- S-U-2H15-2 시험체는 가열 시작 후 38분에 수증기가 발생하하였고, 첫 번째 시험체와 동일하게 45분경 단부에서 수분이 맺히기 시작하였다. 시험은 2시간 동안 내화성능을 검토하였으며, 평균온도는 260.3℃(538℃ 이하)이고, 최고온도는 326.7℃ (649℃ 이하)이다.
- 시험은 새로운 형상의 합성보 내화성능을 평가하기 위해 실시하였으며, 단순지지 합성보로 제작하였다. 내화피복재는 뿜칠재와 내화페인트에 대해 각각 특정 1개사 제품으로 한정하였으며, 내화시간은 2시간, 3시간으로 구분하였다.
- 시험체의 표면온도 측정을 위해 열전대는 부재 지점간 길이의 1/4, 2/4, 3/4 위치에 각각 4개씩 표면에 설치하였고, 열전대의 종류는 KS C 1602(2009)의 K형이다. K형 열전대의 온도범위는 클래스 1의 경우 375∼1,000(℃) 이다.
- 재하가열시험은 변형량과 변형속도를 측정하고, 비재하는 온도를 측정하여 관리기준과 비교하였다. 또한 시험체 설치와 열전대 부착방법 및 위치 등은 내화구조인정 시험방법을 준용하였으며, 각 시험체는 표준화재곡선에 의해 가열시험을 수행하였다.
- 재하가열시험은 세라믹계 피복재를 신형상 U형 합성보의 강재표면에 뿜칠하여 3시간 내화성능시험을 수행하였다. 피복 두께는 S-L-3H-15의 경우 15mm, S-L-3H-20의 경우 20mm이다.
- 재하가열시험이므로 가열 전 보에 380kN의 하중을 가력 후 시험을 시작하였다. 재하가열시험의 성능평가기준은 변형량과 변형률로 측정하나, 열전대를 부착하여 온도도 측정하였다.
대상 데이터
- 콘크리트 물성치는 제조사 제시값이다. 내화뿜칠재의 주원료는 석고가 약 60% 이상의 세라믹계이며, 내화페인트의 경우 유성 아크릴계 수지이다. 내화뿜칠재의 중량 성분은 Table 4와 같고, 내화페인트의 성분은 Table 5와 같다.
- 내화시험은 Table 1과 같이 8개의 시험체를 제작하여 시험하였다. 시험결과는 Table 6, Table 7과 같다.
- 합성보 강재 표면에는 방청페인트 도장 후 내화뿜칠이나 내화페인트를 도포하였다. 시험에 사용된 내화피복재는 모두 H형강에 적용하여 내화구조인정을 받은 제품이다. 내화구조 인정두께는 내화뿜칠재의 경우 3시간 33mm, 2시간 23mm이고, 내화페인트는 2시간 3.
- 8(춤×폭×두께, mm)의 강판으로 절곡하였다. 시험체 길이는 Fig. 3과 같이 재하 시험체는 5,000mm이고 그 외 시험체는 4,700mm이나, 지점간 거리는 모두 4,400mm이다. 시험체는 합성보 이므로 콘크리트 슬래브와 일체로 구성되어 있으며, 슬래브 폭은 시험실여건을 고려하여 600mm로 하였다.
- 3과 같이 재하 시험체는 5,000mm이고 그 외 시험체는 4,700mm이나, 지점간 거리는 모두 4,400mm이다. 시험체는 합성보 이므로 콘크리트 슬래브와 일체로 구성되어 있으며, 슬래브 폭은 시험실여건을 고려하여 600mm로 하였다.
- 시험체에 사용된 재료는, 콘크리트 압축강도는 24MPa이고, 강재의 항복강도는 235MPa(SS400)이며, 보 내부에 사용한 철근의 항복강도는 300MPa(SD300)이다. 콘크리트 물성치는 Table 2와 같고, 강재에 대한 소재시험결과는 Table 3과 같다.
- Table 8은 2개 시험체의 평균온도와 최고온도를 평균하여 정리한 것이다. 재하시험체는 15, 20(mm) 뿜칠한 경우이고, 비재하시험체는 20mm이다. 재하와 비재하가열시험 간 온도 차이는 크지 않은 것으로 평가할 수 있으나, 120분 이후 그 차이가 크게 벌어지고 있다.
이론/모형
- 하중가력방법은 Fig. 3, Fig. 5와 같이 두 개의 오일 잭을 이용하여 4점 가력하였으며, 처짐은 변위계를 이용하여 중앙에서 최대처짐을 측정하였다(KS F 2257-6(2006)). 또한 비재하가열시험의 경우 열전대 부착 위치는 Fig.
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