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pp.26-32
본 연구는 철계 형상기억합금(Fe-SMA)의 화재 후 성능과 화재 후 구조물의 성능 회복을 위한 프리스트레싱 재료로서의 적용 가능성을 평가하였다. 이를 위해 사전변형률이 2.5%, 5.0%, 7.5%인 Fe-SMA 시편을 최대 가열 온도 400°C, 500°C, 600°C, 700°C 까지 가열한 뒤 냉각 및 인장시험을 수행하였다. 가열 및 냉각 과정에서의 온도–응력 이력 분석 결과, 사전변형률이 높을수록 가열 중 좌굴이 지연되고 냉각 후 더 큰 회복응력이 발현됨을 확인하였다. 특히 7.5% 사전변형률 시편은 500°C 이상에서 500 MPa 이상의 회복응력을 보였으며, 강성 저하 시점의 응력 또한 400°C에서 793 MPa, 700°C에서 735 MPa로 세 조건 중 가장 큰 값을 나타냈다. 2.5%와 5.0% 시편은 600°C 및 700°C에서 5∼10% 더 큰 극한변형률을 나타냈으나, 7.5% 시편은 보강재로서 충분한 극한변형률을 확보함과 동시에 강성 저하 시 더 큰 응력을 유지하여 화재 후 보강재로 사용되기에 가장 적합한 것으로 판단되었다. 본 연구는 500°C 이상의 고온에 노출된 Fe-SMA의 회복응력과 기계적 특성 데이터를 제공함으로써 기존 연구의 공백을 보완하였고, Fe-SMA가 화재 후 구조물 피해 저감과 성능 회복에 기여할 수 있는 보강재로서의 잠재력을 제시하였다.
This study evaluated the post-fire performance of an iron-based shape memory alloy (Fe-SMA) and its potential as a prestressing material in structural applications. Fe-SMA specimens with prestrain levels of 2.5%, 5.0%, and 7.5% were heated to maximum temperatures of 400 °C, 500 °C, 600 °C, and 700 °C and subsequently cooled and tensile tested. Higher prestrain levels delayed buckling during heating and enhanced the recovery stresses after cooling. In particular, the 7.5% specimen exhibited recovery stresses exceeding 500 MPa above 500 °C and the highest stresses at stiffness degradation (793 and 735 MPa at 400 °C and 700 °C, respectively). Although the 2.5% and 5.0% specimens exhibited 5%–10% higher ultimate strains than the 7.5% specimen at 600 °C and 700 °C, the 7.5% specimen showed sufficient ultimate strain capacity while maintaining high stresses. Therefore, the 7.5% specimen was deemed the most suitable reinforcement material. The recovery stress and mechanical property data of Fe-SMA above 500 °C obtained in this study supplement the existing literature and confirm the potential of Fe-SMA as a post-fire structural recovery material.
1. 서 론
2. 철계 형상기억합금의 특성
3. 실험 계획
3.1 시험 기기 및 시편
3.2 시험 절차
4. 실험 결과
4.1 가열 및 냉각 시 온도에 따른 응력 분석
4.2 가열 및 냉각 후 인장시험 결과에 대한 분석
5. 결 론
ACKNOWLEDGMENT
REFERENCES
국문초록
