이 논문은 화재에 노출된 철근콘크리트 구조에 대한 수치해석 모델을 제시하고, 기존의 자료 및 설계 규준과의 비교를 통해 구조물의 설계 시 고려 사항에 대해 제안하고 있다. 수치해석은 비정상 열전달 해석과 비선형 구조해석의 두 단계로 수행되며, 비정상 열전달 해석을 통해서 얻어진 화재시간에 따른 단면 온도분포를 바탕으로 비선형 구조해석하여 부재의 상태에 대한 정보를 얻게 된다. 이때, 철근콘크리트의 재료모델을 화재진행상태(Under-Fire)와 화재종료 후 냉각상태(After-Cooling)로 나뉘어 해석수행하여 각각의 재료상태에 따른 거동의 변화를 살펴본다. 해석된 결과는 여러 구조물에 대해 기존의 실험결과와 비교하여 검증하고, 설계 규준과의 비교를 통해 화재 시 구조물의 안전성에 대해 고찰하였다.

콘크리트 구조물이 화재 손상을 입을 경우 노출온도 및 지속시간에 따라 구조물의 심각한 성능 저하를 야기하며, 콘크리트의 재료 물성 저하를 수반한다. 화재 손상을 입은 콘크리트 구조물의 재사용여부 및 보수보강 판단을 위해서는 손상 직후 및 재양생 조건에 따른 주요 손상 부위의 면밀한 손상 평가가 필요하다. 본 연구에서는 재양생 조건에 따른 화재 손상을 입은 콘크리트의 재료물성 회복에 관한 실험적 연구 를 수행하였다. 화재 손상을 입은 콘크리트 시편을 상대습도 및 재양생 기간을 달리한 재양생 조건을 적용하였으며, 충격공진기법을 도입하여 콘크리트 시편의 화재 손상 전후 및 재양생 이후의 동탄성계수를 측정하여 손상 정도를 평가하였다. 측정된 결과로부터 재양생 조건 중 높은 상 대습도 조건에서 지배적으로 재료물성의 회복이 발생하였다. 추가적으로 콘크리트 시편의 동탄성계수 및 인장강도의 직접적인 비교 및 선형 회귀분석을 수행하여 재양생 조건에 따른 영향을 분석하였으며, 이를 토대로 높은 습도 조건에서 동탄성계수의 회복이 인장강도에 비해 두드 러지게 나타남을 확인하였다.

The purpose of study is to investigate properties of high strength concrete in fire. Composite fibers that are mixed in concrete are used to improve vulnerable point. The role of each fiber is to prevent of spalling effect and improve of flexural strength.

When concrete is exposed to extrem fire, its strength and durability degrades. The fire-induced damage in concrete is investigated at microscale and a nondestructive testing for the damaged concrete is presented.

In this study, the applicability of impact-echo method for assessment of residual strength of fire-damaged concrete is investigated. A series of standard fire test is performed to obtain fire-damaged concrete specimens. Impact-echo tests are executed on the specimens and the responses are analyzed. Compressive strengths of the fire-damaged concrete are evaluated and correlated with the ultrasonic wave velocities determined from the impact-echo responses. The effectiveness of impact-echo based ultrasonic wave velocity measurement for assessment of residual strength of fire-damaged concrete is discussed.