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pp.137-145
This paper presents the effects of fire-resistant materials on the temperature and vertical deflection of a composite beam exposed to fire through nonlinear thermo-mechanical analysis. The fire was modeled using the standard fire curve proposed in American Society for Testing and Materials (ASTM) E119. Fire-resistant materials were modeled by reducing the heat transfer coefficient from the air layer to the beam. The temperature and vertical deflection of the uncoated composite beam were measured using a laboratory fire test, and the results of the structural fire analysis were verified through comparison with experimental results. By introducing the fire-resistance effect, the reduction in the temperature and deflection of the beam for the ASTM E119 standard fire can be reasonably estimated. Based on a case study of the heat transfer coefficient, the fire-resistant effect on the thermo-mechanical response of a composite beam in the event of a fire is presented.
이 논문은 정적 재하상태에 있는 무피복 강합성보와 내화피복을 적용한 강합성보를 대상으로 화재 시 내부 온도 및 수직처짐에 대 한 내화피복의 영향을 평가한 결과를 제시한다. 열응력해석을 위한 화재하중으로는 American Society for Testing and Materials E119 의 표준화재곡선을 사용했으며, 강재거더 표면에 부착하는 내화재료의 방화효과를 구현하기 위해 외기에서 강합성보로 전달되는 열 의 전달계수를 감소시켰다. 실규모 무피복 강합성보에 대한 구조화재실험에서 내부 온도분포와 수직처짐을 측정하였고 실험 결과와 의 비교를 통해 비선형 구조화재해석 결과의 타당성을 검증하였다. 내화피복이 적용된 강합성보의 구조화재해석 결과로부터 강재거 더 표면에 내화재를 적용할 경우 동일 화재 조건에서 무피복 강합성보에 비해 내부 온도와 수직처짐이 감소함을 알 수 있었다. 또한 열 전달계수의 변화에 따른 열응력 응답으로부터 화재 시 강합성보의 온도 및 구조거동에 대한 내화피복의 영향을 제시하였다.
2. 재료 물성
2.1 강재의 열물성 및 역학적 물성
2.2 콘크리트의 열물성 및 역학적 물성
3. 비선형 구조화재해석을 위한 소성모델
3.1 콘크리트 소성손상모형
3.2 콘크리트 소성손상모형의 강성도 저하지수 결정
4. 무피복 강합성보의 구조화재해석
4.1 강합성보의 제원 및 유한요소모델링
4.2 구조화재해석 결과
5. 내화피복 효과
5.1 내화피복 효과 모델링
5.2 내화피복을 고려한 구조화재해석 결과
6. 결 론
감사의 글
