본 논문에서는 유한요소해석 프로그램 Abaqus를 이용하여 고온과 편심 축하중을 받는 세장한 철근 콘크리트 기둥의 유한요소해석 절차를 제시하고 해석 결과를 비교･분석하였다. 기둥에 축하중과 화재가 가해지는 상황을 해석에 반영하기 위해 Abaqus에서 제공하 는 순차 결합 열-응력 해석을 사용하였다. 우선 콘크리트 단면에 대한 열전달 해석을 수행하여 검증한 뒤, 이를 3차원 요소로 확장하고 구조해석과 결합하여 해석을 수행하였다. 해석 과정에서 수렴성 및 정확성에 영향을 미치는 인장 증강 효과와 초기 불완전성을 고려 하여 모델링하였다. 해석 결과는 74개 실험 데이터와 비교하였으며, 내화시간을 기준으로 평균 6%의 오차를 나타냄에 따라 유한요소 해석을 통해 철근콘크리트 기둥의 내화성능을 예측할 수 있게 되었다.

본 연구에서는 구조단열패널을 구조 벽체로서 활용하기 위하여 개구부를 설치한 후 편심축하중 실험 및 해석을 수행 하였다. 실험체의 크기는 1200×2400㎜이다. 실험체는 7개로서 개구부의 크기와 개구부 보강방법, 강재를 시용한 구조단열패널 보강을 변수로 하여 진행하였다. 구조단열패널에 대하여 개구부 설치에 따른 구조적 거동을 분석하기 위한 변수해석을 수행하였다. 구조성능 실험 결과와의 비교분석을 통해 해석에 대한 검증을 하였고, 개구부 크기를 변수로 하여 편심축하중을 받는 구조단열패널의 구조적 거동을 유한요소해석을 통하여 분석하였다. 이를 통해 구조단열패널에 적합한 최적의 개구부 형상을 제안 하고자 한다.

Eccentric axial load tests were carried out to investigate the structural performance of the SIP (Structural Insulation Panel), which is widely used as residential type in Europe and North America. Outside the country, design standards for SIP have been prepared and related research has been carried out variously. However, in Korea, the research on the performance of the structural insulation panel is very small, and the related standard is not provided. In this study, the eccentric axial load was applied after the opening was installed to utilize the structural insulation panel as the structural wall. The size of the test specimen was 1200 × 2400㎜. The number of test specimens was 6, and the size of the openings and the reinforcement method around the openings were used as variables.