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[국내논문] 뿜칠 피복 원형 철골구조의 비재하 내화성능 평가용 시험체 제안을 위한 연구
Study of the Standard Testing Specifications for a Non-loading Performance Evaluation of Coating Material-sprayed Circular Steel Structures 원문보기

한국화재소방학회 논문지= Fire science and engineering, v.30 no.3, 2016년, pp.7 - 15  

옥치열 (한양대학교 건축공학과) ,  김재준 (한양대학교 건축공학과)

초록
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단면형상계수는 세계적으로 흔하게 활용되는 공학적 내화구조 성능평가 방법이지만 국내의 경우 단면형상계수의 적용을 위한 제도가 아직 마련되어 있지 못하다. 실제 우리나라의 대부분의 철골조 건축물에서 원형 강관의 사용을 흔히 볼 수 있으나, 인정기관으로부터 성능을 인정받은 뿜칠 피복 철골 보 및 기둥은 대부분이 H형강으로 한정되어 있다. 비재하 시험의 특성상 H형강은 관련규정에 따른 시험규격으로 부재에 대한 평가를 수행하여 크기의 제한 없이 인정범위가 부여되나, 이형 강관의 경우는 형상별로 별도의 내화성능에 대한 인정을 받아야 한다. 본 연구에서는 합리적인 내화구조의 인정범위를 설정할 수 있도록 단면형상계수를 활용하여 뿜칠 피복재의 원형 강관의 적용을 위한 표준 시험체 규격을 제시하고자 한다.

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

The cross-sectional shape factor is used worldwide to evaluate the scientific performance of fire-resistant structures. In South Korea, however, a system for applying a cross-sectional shape factor has not been arranged and circular or rectangular steel pipes are commonly used for large-scale steel ...

주제어

#Fire resistant structure   #Fire protection   #Cross-sectional factor   #Coating material-sprayed circular column  

표/그림 (18)

AI 본문요약
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문제 정의

  • 일반적으로 단면형상계수는 Hp/A는 강재가 온도에 따라 늘어나는 비율이 화재에 노출되는 강재의 표면적(A)에 반비례하며 단면의 질량 및 부피(Hp)에 비례하게 되므로, 단면계수가 작은 부재는 단면계수가 큰 부재와 비교하여 온도상승폭이 느리게 될 것이다. 단순 시험결과만을 인정하고 있는 국내 내화 뿜칠피복재의 다양한 강재 적용여부를 검토하기 위해 본 연구에서는 인정기관으로부터 인정을 득한 기존 제품을 적용하여 그 결과를 비교 및 고찰하고자 하였다.
  • 본 연구에서는 내화지침에서 제시하고 있는 H형강의 한국산업표준(KS F 2848)의 단면형상계수 148.6(기둥)을 기준으로 다양한 단면형상계수별 원형 및 각형 강관에 대해 비교시험을 수행하고 그 결과에 따라 현행 인정성능과 대응할 수 있는 원형 및 각형강관의 표준 규격을 제시하고자 한다.
  • 본 연구에서는 현재 내화기준 및 지침에서 제시되어 있지 않은 원형 및 각형강관의 비재하 시험을 위한 단면을 제시하고자 현행 H형강의 단면형상계수를 기준으로 원형 및 각형강관에 대한 피복재 시험을 수행하였다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
단면형상계수란 무엇인가? 단면형상계수는 세계적으로 흔하게 활용되는 공학적 내화구조 성능평가 방법이지만 국내의 경우 단면형상계수의 적용을 위한 제도가 아직 마련되어 있지 못하다. 실제 우리나라의 대부분의 철골조 건축물에서 원형 강관의 사용을 흔히 볼 수 있으나, 인정기관으로부터 성능을 인정받은 뿜칠 피복 철골 보 및 기둥은 대부분이 H형강으로 한정되어 있다.
강도저하를 방지하기 위해 어떤 공법이 사용되는가? 그러나, 철강재의 경우 부재온도가 증가함에 따라 내구성과 강성이 감소하게 되며 특히 400 \(^o\)C부터 700 \(^o\)C 사이에서 현저한 강도저하가 초래된다. 이를 방지 위해 대부분의 철강재는 허용 온도가 초과하지 않도록 적절한 피복재로 부재를 덮는 공법을 적용하고 있다. 즉, 화재시 노출강재의 강도저하에 따른 건축부재의 붕괴로 인한 인명과 재산의 피해는 충분히 예측이 가능한 수준이므로 대부분의 철골부재는 내화피복으로 그 허용한계를「건축물의 피난방화구조 등의 기준에 관한 규칙」(이하 피난 규칙)에서 규정하고 있는 요구 내화시간 이내로 유지하고 있다.
국내 인정 내화구조는 어떤 방식으로 인정을 받는가?  국내 인정 내화구조는 피난규칙에 따라 주요 구성제품의 생산 공장에 대해 일정수준 이상의 품질관리수준의 확보를 요구하고 있으며 내화성능시험을 통해 내화구조로 인정을 받고 있다. 인정내화구조는 다시 일반 인정구조와 내화구조 표준 등으로 구분할 수 있으며(1) 2006년도부터 관련 규정에 명기되어있는 내화 성능설계는 국내에서 검증된 설계방법이 없어 아직 적용한 실적이 없다.
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참고문헌 (18)

  1. Ministry of Land, Infrastructure and Transport, "The Evacuative and Fireproof Construction of Buildings", Minister Decree No:149 (2014). 

  2. Ministry of Land, Infrastructure and Transport, "Standards for Accreditation and Management of Fire Resistant Construction", Notification No:2018-843 (2015). 

  3. Ministry of Land, Infrastructure and Transport, "Detail Instructions for Accreditation and Management of Fire Resistant Construction", Document No:7749 (2012). 

  4. Korea Institute of Civil Engineering and Building Technology, Certificate List of Fire Resistant Construction, http://g4b.go.kr/ (2015). 

  5. Korea Agency for Technology and Standards, "Method for Calculating Fire Protective Thickness of Structural Steel According to Section Factor", KS F 2848:2010 (2010). 

  6. Underwriter's Laboratoties, Online Certification Direstory, "BXUV.X851 Fire Resistance Rating-ANSI/UL 263", http://database.ul.com/ (2015). 

  7. S. H. Kim, C. Y. Ok and S. M. Choi, "Clarification of the Thermal Properties of Intumescent Paint and Suggestion of the Required Fire Protection Thickness for Steel and Composite columns", J. Korean Soc. Adv. Comp. Struc., Vol. 6, No. 1, pp. 21-29, 125-132 (2015). 

    원문보기 상세보기 crossref

  8. S. M. Jeon and J. J. Kim, "Experimental Study on Separate Evaluations of Fire Resistance of SFRM for Steel Beams and Columns", Journal of the Architectural Institute of Korea, Vol. 18, No. 9, pp. 125-132 (2002). 

  9. C. W. Jung, N. Y. Jee and I. K. Kwon, "Study on the Determination of Fire Protection Thickness Based on Section Factor", Proceedings of 2003 Spring Annual Conference, Korean Institute of Building Construction, pp. 139-142 (2003). 

  10. Korea Agency for Technology and Standards, "Methods of fire Resistance Test for Elements of Building Construction-General Requirements", KS F 2257-1:2014 (2014). 

  11. Korea Agency for Technology and Standards, "Methods of Fire Resistance Test for Elements of Building Construction-Specific Requirements for Beams", KS F 2257-6:2014 (2014). 

  12. Korea Agency for Technology and Standards, "Methods of Fire Resistance Test for Elements of Building Construction-Specific Requirements for Columns", KS F2257-7:2014 (2014). 

  13. I. K. Kwon, N. Y. Jee and H. Y. Kim, "Experimental Study on the Determination of Fire Protection Thickness through Section Factors of Structural Steels", Journal of the Architectural Institute of Korea, Vol. 18, No. 9, pp. 125-132 (2002). 

  14. C. W. Jung, N. Y. Jee and I. K. Kwon, "Study on the Determination of Fire Protection Thickness Based on Section Factor", Proceedings of 2003 Spring Annual Conference, Korean Institute of Building Construction, pp. 139-142 (2003). 

  15. J. S. Lee, S. C. Yang, S. M. Son, I. H. Yeo and H. J. Kim, "A Theoretical Analysis on Performance-Based Design of New Zealand and EURO Code", Korean Societ. 

  16. Association for Specialist Fire Protection, YELLOW BOOK, "Fire Protection for Structural Steel in Building, 4 th Edition", (Volumn 1 of 2) http://www.asfp.org.uk/ (2010). 

  17. I. K. Kwon, "Experimental Study on the Determination of Fire Resistant Performance of Structural Steels", Hanyang University (2002). 

  18. S. H. Park and S. M. Choi, "A Study on the Fire Resistance of Concrete-Filled Steel Square Tubular Columns", University of Seoul (2009). 

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