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pp.60-67
일반적으로 철근콘크리트 슬래브는 콘크리트 재료의 열적특성에 의해 높은 수준의 화재 저항 성능을 보유하고 있는 것으로 알려져 있다. 그러나 기존연구에 따르면 중공슬래브의 열적거동은 일반 슬래브와 상이한 것으로 보고되고 있으며, 이는 중공슬래브 내부에 형성된 공기층 때문인 것으로 판단된다. 따라서 슬래브 내부의 공기층을 고려하지 못하는 기존의 방법을 통해서 화재 시 중공슬래브의 내부온도를 추정하는 것은 어려울 것으로 판단된다. 본 연구에서는 화재 시 중공슬래브의 내부온도 분포를 산정하기 위한 수치해석 모델을 제안하고 이를 평가하였다. 기본적으로 화재 시 슬래브의 열전달은 전도, 대류, 복사 등을 통해 발생하며, 이를 기반으로 시간에 따른 슬래브 내부 단면 온도분포를 산정하게 된다. 이에 본 연구에서는 슬래브를 유한개의 층으로 분할하여 각 층의 온도를 산정하는 유한차분법을 도입한 중공슬래브의 수치해석적 모델을 개발하였으며, 슬래브 내부 공기층에서의 대류 및 복사에 의한 열전달 경로를 고려할 수 있도록 개발하였다. 또한 제안된 모델을 실험결과와의 비교를 통해 검증하였으며, 그 결과 제안된 모델은 화재 시 중공슬래브의 온도변화를 적절히 예측하고 있는 것으로 나타났다.
In general, a reinforced concrete slabs are known to have a high fire resistance performance due to thermal properties of concrete materials. However, according to previous research, the thermal behavior of voided slabs is reported to be different from that of conventional RC solid slabs, and the differences seem to be caused by the air layer formed inside the voided slab. Therefore, it is difficult to estimate the temperature distribution of the voided slab under fire by using the existing methods that do not take into account the air layer inside the voided slab. In this study, a numerical analysis model was proposed to estimate the temperature distribution of voided slabs under fire, and evaluated. Heat transfer of slabs under fire is generally caused by conduction, convection and radiation, and time-dependent temperature changes of slab can be determined considering these phenomena. This study proposed a numerical method to estimate the temperature distribution of voided slabs under fire based on a finite difference method in which a cross-section of the slab is divided into a number of layers. This method is also developed to allow consideration of heat transfer through convection and radiation in air layer inside of slabs. In addition, the proposed model was also validated by comparison with the experimental results, and the results showed that the proposed model appropriately predicts the temperature distribution of voided slabs under fire.
1. 서 론
1.1 연구배경 및 목적
1.2 연구방법
2. 슬래브의 유한차분 모델링
2.1 지배방정식
2.2 유한차분법을 통한 슬래브 온도분포모델 정식화
3. 중공슬래브 열전달 모델
3.1 중공슬래브 열확산 경로
3.2 중공슬래브 열전달 모델 및 내부온도 추정식
4. 중공슬래브 열전달 모델 검증
4.1 수치해석
4.2 해석모델 검증 및 분석
5. 결 론
References
요 지
