본 연구의 목적은 해석적 방법을 통하여 내화 재료의 특성을 파악하고 섬유 강화 폴리머로 보강된 철근콘크리트의 보의 적절한 내화설계 방법을 제안하는 것이다. 이를 위해, 내화재료의 가열실험을 실시하고 유한요소해석을 통해 열전도율과 비열을 구하고 또한 고온에서 FRP로 보강된 철근콘크리트 보 실험체에 대한 유한요소 해석을 통해 실험결과와 해석결과를 비교하였다. 이 과정에서 실험과 해석적 접근의 신뢰성을 확인하였다. 최종적으로 FRP로 보강된 철근콘크리트 보의 열적특성을 제안된 해석 방법으로 분석하고 고온으로 감소된 휨내력을 계산하였다. 최종적으로 제안된 방법을 이용하여 FRP로 보강된 부재에서 고온 노출시 열특성을 반영한 부재의 열전도를 파악하고 이를 이용하여 내력을 산정할 수 있는 것으로 나타났다.

방화구획 내 벽체에는 콘크리트, 조립식 패널, 건식벽체 등을 사용한 내화구조가 주로 적용되고 있으나 근래에 들어 시야 확보 및 미적 관점에 대한 관심이 증가하여 유리로 구성된 벽체의 수요가 발생하고 있다. 본 연구에서는 차열 유리를 적용한 스틸 내화벽체에 관한 것으로써 내부 방화구획에 적용 가능한 60분 내화벽체와 외부 벽체 및 커튼월에 적용 가능한 90분 내화벽체에 대하여 내화시험 및 성능분석을 수행 하였다. 시험 결과, 각 시험체의 요구 내화성능을 충족하는 것으로 나타났으며, 추가적으로 유한요소해석을 통한 유리벽체의 내화성능을 평가 하였으며 그 결과 1차적으로 시험체의 내화성능을 예측하는 것이 가능한 것으로 판단되었다.

본 연구는 하중 조건에 따른 화해를 입은 중공슬래브의 잔류성능에 대한 실험적 연구이다. 이를 평가하기 위하여, 하중조건을 변수로 하는 2개의 중공슬래브 실험체를 제작하여 ISO 834 표준화재 곡선에 따라 120분간 가열하였으며, 이를 상온으로 냉각하여 잔류 휨 성능을 평가하였다. 실험결과 하중조건에 따라 중공슬래브의 온도분포가 상이한 것으로 나타났으며, 재하 실험체가 비재하 실험체에 비해 전단면에 걸쳐 온도가 빠르게 상승하는 경향을 보임을 확인하였다. 고온으로 가열 후 냉각한 중공슬래브의 잔류 휨 강도의 경우 화해를 입지 않은 중공슬 래브에 비해 34%~40% 감소하는 것으로 나타났으며, 휨 강성의 경우 15%~23% 감소하는 것으로 나타났다. 하중을 재하 한 중공슬래브의 경우 재하하지 않고 가열한 중공슬래브에 비해 약 10%의 강도 저감이 발생하였으며, 휨 강성의 경우 15% 감소한 것으로 나타났다. 이러한 결과는 하중 재하에 따른 휨 균열에 의해 슬래브의 하부 주인장 철근의 온도가 비재하 실험체에 비해 높아지며, 하부철근 피복의 박리현상이 가속화되기 때문인 것으로 판단된다.

To improve the shear bonding capacity of deckplate and concrete, we retrofit shape of 150 TU deck and performed fire resistance test. Fire resistance test results show 90 minutes fire resistance capacity for 6kN/m2 live load condition.

모듈러 주택은 공장에서 생산되어 현장에서 조립하는 형태로서, 공기 단축, 품질 향상, 비용 절감의 다양한 이점이 있으나, 내화기술 미비 등의 원인으로 국내에서는 아직까지 활성화되지 못하고 있는 상황이다. 내화기술의 경우 국내에서는 모듈러 주택에 적합하도록 개발된 내화구조 기술은 현재까지 부족한 실정이다. 본 연구는 모듈러 주택용 강재의 내화성능 향상을 위한 건식 내화피복 기술 개발을 위한 초기 단계 연구로서 제한된 시험체로 성능평가 및 기술 개발 가능성을 타진하였다. 현재 국내에서 모듈러 주택용 내화기술이 미비하고 내화도료 이외에 별도의 대안이 없는 상황에서, 모듈러 주택 특성을 저해하지 않는 범위에서 경제적이고 제작이 용이한 건식 내화피복 기술은 향후 지속적인 연구를 통하여 최적의 성능조합과 공법 개발이 필요할 것으로 사료된다. 본 연구에서는 성능 향상 인자 중 최소한의 변수를 고려하여 내화성능을 검토하였다. 건식 내화피복 기술은 구성재료의 다양한 조합에 따라 여러 가지 구조가 제시 가능하며, 본 연구에서 제시한 단열재와 방화석고보드 조합으로 그라스울을 사용한 구조의 경우 53분의 내화성능을 확인하였으며, 미네랄울을 사용한 시험체에서 최대 71분의 내화성능을 확보하였으며, 모듈러 주택용 강재의 내화피복기술로 제시한 대안중 미네랄울과 방화석고보드 구조에서 미네랄울의 경우 단열재의 밀도 보다는 최소 75mm이상의 충전 두께를 확보하는 것이 유리할 것으로 사료되며, 건식 내화피복기술 중 방화석고보드의 성능에 따른 초기 30분까지의 초기 온도 상승 억제 구간의 범위를 확대하기 위해서는 최소한 15mm 이상의 방화석고보들 사용하는 것이 유리한 것으로 고찰되었다.

건축물의 방화구획에 설치되는 양여닫이 방화문은 평상시 자동 폐쇄장치에 의하여 정상적인 닫힘 상태를 유지하고, 개방상태로 유지 관리하는 경우에는 화재감지기 신호에 의하여 즉시 닫히는 방식으로 설치하도록 규정하고 있다. 하지만 현재 대부분의 방화구획에 설치되어 있는 양여닫이 방화문은 수동형 플러쉬볼트가 설치되어 있어서 화재시에 피난자가 문을 열고 대피한 후 자동 잠금이 되지 않아 자동폐쇄장치의 힘으로만 닫힘 상태가 유지되고 있는 실정이며, 또한, 평상시에는 개방된 상태를 유지하다가 화재가 발생하면 닫히는 구조로 개발된 매립형 방화문은 자동폐쇄장치만 설치하고 플러쉬볼트를 설치하지 않고 설치하는 경우가 많다. 위와 같이 방화문이 방화구획에 설치될 경우 화재시 생성되는 압력 및 폭발 등으로 인해 문이 개방되어 화재가 확대될 가능성이 크므로 플러쉬 볼트 등 방화문의 하드웨어 적용에 대한 검증 및 위험성이 확인 될 경우 이에 대한 보완이 필요하다. 본 연구에서는 건축물에 일반적으로 시공되고 있는 양여닫이 방화문의 하드웨어 적용에 따른 내화성능을 평가하여 화재위험성을 검토함으로써 방화문의 내화성능에 대한 검증 및 향후 제도개선을 위한 기초자료를 제시하고자 하였다.

건축물의 환기 및 냉난방을 위해 설치되는 설비닥트에는 화재시 이를 통한 화염 및 연기 확산을 방지할 수 있도록 건물 내 방화구획을 통과하는 부분에 방화댐퍼를 설치하도록 규정하고 있다. 이러한 방화댐퍼의 경우 화재시 일정시간내에 자동으로 폐쇄되어 닥트내에서 화염 및 연기확산을 방지하도록 하고 있으나 현재 국내에는 방화댐퍼에 대한 최소한의 사양규정외에는 화염 및 연기 차단 등 방화댐퍼의 성능을 평가할 수 있는 성능기준이나 평가방법이 정립되어 있지 않은 실정이다. 위와 같은 이유로 성능확인이 생략된 방화댐퍼의 설치로 인하여 화재시 방화댐퍼의 탈락, 변형 등에 의하여 화재가 확대될 가능성이 크므로 방화댐퍼의 검증을 통한 성능확인이 필요하고 위험성이 확인 될 경우 이에 대한 보완이 필요하다. 이에 따라 현재 국내에서 일반적으로 시공되는 사양의 방화댐퍼에 대한 화염 및 연기 확산 방지 등의 성능을 평가한 결과 일정 수준의 내화성능을 확보하지 못하는 것으로 나타나 화재 시 이로 인한 피해가 있을 것으로 나타났다. 본 연구에서는 건축물에 일반적으로 시공되고 있는 방화댐퍼에 대한 내화성능 평가를 수행하여 화재위험성을 검토함으로써 관련 제도의 개선을 위한 기초자료를 제시하고자 하였다.

본 연구에서는 철근콘크리트 구조의 FRP를 이용한 보강에서 낮은 내화성능을 개선하기 위한 방안을 찾기 위하여, 보강된 FRP의 외부를 내화보강하는 방법에 대한 내화실험을 실시하였다. 특히 철근콘크리트 부재의 피복에 홈을 형성하여 FRP를 매입하는 보강 즉, NSM보강을 대상으로 하였다. 실험에서의 주요 변수는 보강방법과 사용 내화재료로서, Perlite계 재료를 표면에 분사하여 보강하는 방법, Calcium silicate계 보드로 표면에 부착하는 방법, 그리고 추가로 홈내부에 Polymer mortar 또는 Calcium silicate조각을 삽입하여 보강하는 방법으로 보강한 뒤 가열로 내부의 온도변화에 따른 열전달을 관찰하였다.실험결과, Perlite계 내화뿜칠로 표면을 보강하는 경우보다 Calcium Silicate계 내화보드로 표면을 보강하는 방법이 효과적인 것으로 나타났다. 홈 내부의 에폭시가 유리전이온도에 도달할 때의 외부 표면온도 820℃까지 내화단열성능을 확보할 수 있는 것으로 나타났다.

In this research, we evaluate the workability of 100 MPa concrete for CFT column thru Batch plant test. Also, we evaluate the fire resistance performance of steel composite column.

대공간 건축물의 경우, 필연적으로 장스팬의 시공이 요구되며 장스팬으로 시공할 경우 스팬의 길이가 길어짐에 따라 처짐 등의 인장력에 문제가 발생할 수 있다. 이에 본 연구에서는 화재에 노출된 장스팬구조물의 내화성능을 평가하기 위해 일반슬래브, 슬림플로어공법의 합성슬래브, 와이어로프를 적용한 슬림플로어 공법의 합성슬래브를 대상으로 장스팬 구조물의 화재 시 내화성능을 확보할 수 있는 방안에 대해 실물실험을 수행하여 분석하였다

최근 구조물의 초고층화 추세에 따라 고강도 콘크리트의 사용이 증대되고 있다. 그러나 고강도 콘크리트는 고온에서 부재 표면이 박리 및 탈락하는 폭렬 현상이 발생하는 등 화재안전성이 저하되는 단점이 있는 것으로 보고되고 있다. 이에 고강도 콘크리트의 내화성능 및 잔존내력을 확보하기 위한 방안으로, 탄소저감형 재료(고로슬래그, 제올라이트 등)로 구성된 영구거푸집의 단열성능에 의해 내화성능을 확보할 수 있는 영구거푸집 겸용 내화시스템 기술을 개발하고 있다. 본 기술은 영구거푸집의 단열효과에 의해 화재 발생 시 콘크리트로의 열전달을 적극적으로 차단하여 폭렬을 제어하는 손상저감형 기술로서, 화재 발생 후에도 잔존내력 손실을 최소화하여 구조안전성을 확보할 수 있을 것으로 기대된다. 따라서 본 연구에서는 영구거푸집을 적용한 80MPa 고강도 콘크리트 기둥부재 내화성능평가를 통하여 영구거푸집 겸용 내화시스템의 내화성능을 검증하였다. 공인인증 기관인 한국건설기술연구원에서 KS 2257-7에 의거하여 수행되었으며, Fig. 1과 같이 20mm 영구거푸집을 이용한 600×600×1,500mm 기둥부재를 제작하여 ISO 834-1 표준시간-가열온도 곡선에 따라 3시간 비재하 가열실험을 실시하였다. 80MPa 내화시스템 내화성능평가 결과, 주철근의 평균온도 및 최고온도는 각각 195도, 476도이며, Fig. 2와 같다. 국토해양부 고시에서 제안하고 있는 내화구조 성능기준 538도, 649도를 모두 만족하였다. 또한 내화성능평가 전후 실험체 형상을 비교･분석한 결과, 내화시험 65분 경과시점에서 미세한 폭렬로 인해 영구거푸집의 부분 탈락이 발생하였으나, 내부 콘크리트의 균열 및 파손정도는 매우 미미한 수준으로 내부 콘크리트 및 철근의 구조적 성능에는 큰 문제가 없을 것으로 사료된다. 영구거푸집을 적용한 80MPa 콘크리트 기둥부재의 내화성능을 평가한 결과, 내화성능 및 단열성능이 우수한 영구거푸집이 외부 고온이 콘크리트 내부로 전달되는 것을 차단함으로 주철근 및 콘크리트의 온도상승을 제어 가능하였으며. 이에 80MPa급 고강도 콘크리트 기둥부재에 대한 화재안전성을 충분히 확보하는 것으로 판단된다.

This paper was manufactured for Self-compacting mortar using perlite. This results showed a good estimation that It will be able to examine for fire resistance.

Recently, retrofit by using fiber reinforced polymer (FRP) has been widely applied to building structure. However, it loose the retrofit contribution under high temperature due to fire because of its low glass transition temperature. In this manner, this paper presents a study on the development of fire resistant capacity in FRP retrofit system. Thermal transition of various fire resistant materials were verified by performing high temperature loading test. As a result, it was found that calcium silicate and alumino silicate had high resistance on the heat transition.

A new system to ensure fire resistance of high strength concrete column in high-rise building with an permanent formwork made of insulation materials has been being studied. In this study, the fire resistance performance of the permanent formwork to the mixture of materials was estimated

In this study, the fire test was performed under loading conditions, applied to a new concept reinforced fire protection that is suitable also to the reinforced concrete members by using the wire rope that can secure the lateral confinement of reinforcing bars, mixed with polypropylene fiber that is a reducing material of explosive fracture developed by the existing studies, steel fiber and hybrid fiber-cocktail in order to create a method to ensure the fire resistance efficiency for high-strength concrete of 60MPa. As a result of analysis, 60MPa strength concrete column recorded 146 minutes of fire-resistance performance under the hoop, and 180 minutes under wire the rope application.

This study deals with the structural method in conjunction with deep floor slab that can ensure a sufficient fire resistance capacity from the point of view of lateral side of structure configuration in which asymmetric H-beams are partially buried in the concrete slab. In addition, this method can maximize more the story height reduction effects of slim floor system, as its applied building is higher. Hence, this study analyses fire resistance based on KS F 2257-1, inspecting behavior and temperature property of the fire of slim floor system applied to asymmetric H - beam, by changing the cross-sectional shape of this.

본 연구는 고강도 콘크리트 부재의 고온 하에서의 내화성능을 평가하기 위하여 내부증발 및 크리프를 고려한 해석적 모델들을 제시하였다. 내화성능의 평가는 열팽창, 수분확산, 크리프 모델 및 구조해석을 통하여 폭렬진행과 내화시간의 2가지 단계로 구분하였으며, 해석프로그램을 사용하여 사전재하조건에서부터 화재에 따른 부재의 폭렬 및 파괴까지의 전반적인 해석을 수행하였다. 콘크리트가 화재에 노출되면 콘크리트 표면에서의 수분뿐만 아니라 콘크리트 내부에서의 수분도 수분의 평형 및 전달조건에 의하여 증발이 발생된다. 화재시 콘크리트 부재 내부의 수분변화를 예측하기 위하여 부재 내부의 임의의 위치에서의 상대함수율을 산정하기 위하여 유한요소방식을 적용하였다. 이러한 해석적 모델 및 해석프로그램의 정확성을 검증하기 위하여 해석적 결과와 다른 연구자들에 의한 여러 가지의 실험데이터와 비교하였으며, 그 결과 해석프로그램은 하중, 단면조건, 부재길이, 콘크리트 강도 등 여러 가지 변수들에 대하여 고강도 콘크리트 부재의 내화성능을 해석적으로 잘 평가하고 있는 것으로 나타나고 있다.

본 논문에서는 FR-ECC의 수축특성과 균열도입 전후의 내동해성을 평가하였으며, FR-ECC를 활용한 다층복공구조의 지수성능과 박리박락저항성, 또한 FR-ECC로 단면복구 된 보부재의 휨성능을 평가하였다. 그 결과, FR-ECC는 소성수축에 의한 균열 및 건조수축에 의한 길이변화율이 기존의 보수모르터에 비해 크게 저감되었으며, 구속상태에서의 건조수축에 대한 균열저항성이 개선됨을 알 수 있었다. 또한, FR-ECC는 내동해성이 매우 우수하였으며, 균열도입 후에도 동결융해작용에 의한 인장성능의 저하는 확인되지 않았다. 한편, FR-ECC로 보수된 휨부재는 초기균열모멘트, 항복모멘트 및 극한모멘트 등의 휨성능이 증대되었으며, 멀티플크랙 특성에 의해 휨파괴시까지 균열폭을 안정적으로 제어할 수 있었다.

미국, 영국 등 외국에서는 설치되는 위치 및 내화성능 시간 등에 따라 방화유리 또는 내화유리의 사용을 명확히 규정하고 있는 반면, 국내 건축법에서는 방화유리를 발코니 방화벽 등 일부에만 사용할 수 있도록 규정하고 있다. 그러므로 국내에서 유리부재를 방화구획 등에 사용하려 하여도 관련 규정이 명확하지 않아 그 사용에 어려움이 있었다. 본 연구에서는 국외의 방화유리 및 내화유리 관련 기준 및 시험방법을 고찰하여, 화재시 건축물에서 유리부재의 적절한 방화성능기준 수준을 평가하고자 하였다. 연구된 자료는 유리부재 설치에 대한 규정 개정의 기초자료로 사용될 수 있을 것으로 판단되었다.