고강도콘크리트의 폭렬대책공법에 대한 국내외 현황과 성능적 구조내화설계를 위한 과제 Trends of Research and Practical Use on Explosive Spalling Properties and Performance Based of Structural Design of the High-Strength Concrete원문보기
지금까지 콘크리트는 내화재료로서 일정한 두께만 확보하면 내화구조로 인정됨으로서, 콘크리트는 화재에 대하여 매우 우수한 소재로 알려져 왔다. 그러나 콘크리트가 고강도화 됨에 따라 부재의 내부 조직이 치밀화되어 화재 시에 발생되는 열응력 및 수증기압 등의 이유로 인하여 일정 이상의 고온에서 피복콘크리트가 심한 폭음과 함께 박리 박락되는 폭렬(Explosive Spalling) 현상이 발생되며, 이러한 폭렬현상은 철근콘크리트 부재 파편의 비산되는 1차 폭렬현상으로 인하여 피난자들의 인명안전성을 위협 할 뿐만 아니라 철근의 노출 및 부재단면의 감소되는 2차 폭렬현상이 발생됨에 따라 구조물의 붕괴로 이어질 수 있다는 것이 2005년 스페인 마드리드시의 윈저타워화재사례에서 경험한바있다. 이러한 사실은 2004년${\sim}$2008년도의 각종 매스컴 및 중앙일간지 등의 보도자료로 이슈화됨으로써 고강도, 초고강도 및 고성능 콘크리트의 내화성능에 대한 근본적인 재확인 작업이 요구되었으며, 2008년 5월에는 "고강도콘크리트 기둥 보의 내화성능 관리기준"이 국토해양부의 "건축물의 피난 방화구조 등의 기준에 관한 규칙"으로 고강도콘크리트에 대한 내화 성능확보 방안으로 개정되었고, 이에 따라 국내의 각 주요 건설사에서는 고강도콘크리트의 폭렬을 고려한 내화공법의 개발에 박차를 가하고 있다. 한편, 본 관리규정의 적절성에 대한 검증과 이미 축조된 구조물에 대한 대책 및 현재 선진 각국에서 시행되고있는 성능적 구조내화설계기법에 대한 대책 등이 향후 본 학회의 주요 과제로 됨으로써, 본 위원회에서는 폭렬메커니즘을 중심으로 한 제1차 전문위원회 연구발표를 2006년도에 시행하였고, 그 후 2년간의 각 건설업체의 내화공법개발현황에 대한 발표회를 통하여 현재의 국내 기술수준 및 현황을 파악하고 향후 진전방향등에 대한 토론을통하여 구체적인 추진방향을 모색하고자 한다.
지금까지 콘크리트는 내화재료로서 일정한 두께만 확보하면 내화구조로 인정됨으로서, 콘크리트는 화재에 대하여 매우 우수한 소재로 알려져 왔다. 그러나 콘크리트가 고강도화 됨에 따라 부재의 내부 조직이 치밀화되어 화재 시에 발생되는 열응력 및 수증기압 등의 이유로 인하여 일정 이상의 고온에서 피복콘크리트가 심한 폭음과 함께 박리 박락되는 폭렬(Explosive Spalling) 현상이 발생되며, 이러한 폭렬현상은 철근콘크리트 부재 파편의 비산되는 1차 폭렬현상으로 인하여 피난자들의 인명안전성을 위협 할 뿐만 아니라 철근의 노출 및 부재단면의 감소되는 2차 폭렬현상이 발생됨에 따라 구조물의 붕괴로 이어질 수 있다는 것이 2005년 스페인 마드리드시의 윈저타워화재사례에서 경험한바있다. 이러한 사실은 2004년${\sim}$2008년도의 각종 매스컴 및 중앙일간지 등의 보도자료로 이슈화됨으로써 고강도, 초고강도 및 고성능 콘크리트의 내화성능에 대한 근본적인 재확인 작업이 요구되었으며, 2008년 5월에는 "고강도콘크리트 기둥 보의 내화성능 관리기준"이 국토해양부의 "건축물의 피난 방화구조 등의 기준에 관한 규칙"으로 고강도콘크리트에 대한 내화 성능확보 방안으로 개정되었고, 이에 따라 국내의 각 주요 건설사에서는 고강도콘크리트의 폭렬을 고려한 내화공법의 개발에 박차를 가하고 있다. 한편, 본 관리규정의 적절성에 대한 검증과 이미 축조된 구조물에 대한 대책 및 현재 선진 각국에서 시행되고있는 성능적 구조내화설계기법에 대한 대책 등이 향후 본 학회의 주요 과제로 됨으로써, 본 위원회에서는 폭렬메커니즘을 중심으로 한 제1차 전문위원회 연구발표를 2006년도에 시행하였고, 그 후 2년간의 각 건설업체의 내화공법개발현황에 대한 발표회를 통하여 현재의 국내 기술수준 및 현황을 파악하고 향후 진전방향등에 대한 토론을통하여 구체적인 추진방향을 모색하고자 한다.
When reinforced concrete is subjected to high temperature as in fire, there is deterioration in its properties of particular importance are loss in compressive strength, cracking and spalling of concrete, destruction of the bond between the cement paste and the aggregates and the gradual deteriorati...
When reinforced concrete is subjected to high temperature as in fire, there is deterioration in its properties of particular importance are loss in compressive strength, cracking and spalling of concrete, destruction of the bond between the cement paste and the aggregates and the gradual deterioration of the hardend cement paste. Assessment of fire-damaged concrete usually starts with visual observation of color change, cracking and spalling of the surface. In this paper, it was reported the trends of research and practical use on the Explosive Spalling Properties and Performance Based of Structural Design of the High-Strength Concrete.
When reinforced concrete is subjected to high temperature as in fire, there is deterioration in its properties of particular importance are loss in compressive strength, cracking and spalling of concrete, destruction of the bond between the cement paste and the aggregates and the gradual deterioration of the hardend cement paste. Assessment of fire-damaged concrete usually starts with visual observation of color change, cracking and spalling of the surface. In this paper, it was reported the trends of research and practical use on the Explosive Spalling Properties and Performance Based of Structural Design of the High-Strength Concrete.
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문제 정의
따라서 본 위원회에서는 폭렬메커니즘을 중심으로 한 제1차 전문위원회 연구발표를 2006년도에 시행하였고, 그 후 2년간의 각 건설업체의 내화공법개발현황에 대한 발표회를 통하여 현재의 국내 기술수준 및 현황을 파악하고 향후 진전방향등에 대한 토론을 통하여 구체적인 추진방향을 모색하고자 한다.
성능설계의 목적은 건축물 용도별 가연물의 종류·양 등의 화재하중과 개구부등의 조사를 통하여 화재성상을 예측하고 그에 대한 대책을 강구하는 것으로서 기존의 시방적이고 획일적인 설계방법과는 확연한 차이가 있다.
이론/모형
국내의 고강도콘크리트의 내화성능기준은 설계기준강도 50 MPa 이상의 고강도콘크리트의 기둥과 보 부재를 대상으로 내화성능을 검증하도록 규정하고 있다. 내화성능관리기준은 국토해양부 고시 제 2005-122호로써 ISO 834-7의 시험(비재하시험)에 의하여 평가되며, 이는 주 철근의 온도가 평균 538 ℃, 최고 649 ℃ 이하의 성능기준을 보유하고 있는 것을 사용하도록 규정되었다.
성능/효과
2) 설계기준강도 60 MPa 이하의 경우 별도 시험없이 구조기술사가 내화성능기준에 적합한 구조보강을 확인한 경우, 내화성능을 인정토록 규정하고 있으나 구조보강 및 구조기술사의 역할에 대한 재검토가 요망된다.
후속연구
3) 각 대책공법별 기존의 관리 규정 뿐만 아니라 상시성능 및 유지관리성능 등의 종합적인 검증이 필요할 것으로 사료된다.
기존의 관리규정은 온도 및 변형률 특성만을 강조한 나머지 유동성, 특히 펌파빌리티가 현저하게 저하되는 콘크리트를 사용하여 평가를 받고, 실현장에서는 시공성이 저하됨에 따라 실제 사용하는 콘크리트와는 그 배합이상이함으로써 각 대책공법별 상시성능 및 유지관리성능 등의 종합적인 검증이 필요할 것으로 사료된다. 따라서 고강도콘크리트에 대한 폭렬억제 및 내화성능을 유지하기 위한 대책에 따른 각 공법에 따른 특징과 검토사항을 표 4와 같이 나타내었다.
따라서 전술한 4가지 사안을 토대로 고강도콘크리트의 폭렬대책은 철저하게 재검토 되어야하며, 화재안전설계를 위한 소방법과 건축법의 상호보완을 토대로 성능설계기법이 규정되어야 하며, 더 나아가 스프링클러등과도 연계된 체계적인 구조내화성능설계의 시스템 구축이 요망된다.
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