강관의 크기, 축력비 및 콘크리트 압축강도 변화에 따른 CFT 기둥부재의 내화성능에 관한 실험적 연구

• 영문명: Experimental Study on Fire Resistance Performance of CFT (Concrete filled Tube) Column according to Cross Section of Steel, Concrete Compressive Strengths and Load Ratios
• 발행기관: 한국화재소방학회
• 저자명: 조경숙(Cho, Kyung-Suk) 김흥열(Kim, Heung-Youl) 김형준(Kim, Hyung-Jun) 민병렬(Min, Byung-Yeol) 권인규(Kwon, In-Kyu)
• 간행물 정보: 『한국화재소방학회논문지』Vol.24 No.6, 104~111쪽, 전체 8쪽
• 주제분류: 공학 > 공학일반
• 파일형태: PDF
• 발행일자: 2010.12.30

국문 초록

CFT기둥은 강관내부에 콘크리트를 채워 넣은 구조로서, 화재 시 강관의 강도는 저하되나 내부 콘크리트의 높은 열용량 효과로 내화성능을 확보할 수 있는 구조이다. 본 연구에서는 강관내부의 충전된 콘크리트의 압축강도 및 축력비 변화에 따른 CFT기둥의 내화성능을 평가하였다. 내화성능의 평가는 KS F 2257-1 및 KS F 2257-7에 따라 수행되었으며, 적용 부재 단면은 $280{\times}280{\times}6$, 콘크리트 압축강도 24MPa, 40MPa 및 축력비 0.9, 0.6, 0.2를 실험변수로 설정하였다. 재하가열시험을 통한 내화성능평가 결과, 콘크리트 압축강도 24Mpa의 경우 축력비 0.9, 0.6, 0.2에서는 각각 27분, 113분, 3시간 이상으로 나타나 축력비 변화에 따른 내화성능이 크게 변화하는 것으로 나타났다. 콘크리트 압축강도 40MPa의 경우, 축력비 0.9, 0.6에서는 각각 19분, 28분으로 나타났다. 40MPa는 24MPa에 비해서 축력비 변화에 따른 내화성능 향상 효과는 크지 않은 것으로 나타났다. 이는 고강도의 경우 가열시 발생되는 내부 압력의 상승로 성능저하가 크게 발생되는 것으로 판단되었다.

영문 초록

The strength of steel in a concrete filled steel tube (CFT) is reduced in a fire, but the concrete filled structurally ensures the fire resistance due to its high thermal capacity. This research analyzed the fire resistance performance due to the variances of concrete strength filled inside of steel tube and the load ratios, which can influence on the fire resistance of CFT. As $280{\times}280{\times}6$ CFT columns with the concrete strengths of 24 MPa and 40 MPa and the axial load ratios of 0.9, 0.6, and 0.2 in accordance with KS F 2257-1 and 7 were heated with loading to examine the fire resistance performance, the fire resistance used to 24 MPa concrete showed 27, 113, and 180 minutes according to the axial load ratios, 0.9, 0.6, and 0.2 respectively. In case of 40 MPa concrete, the fire resistance were turned out to be 19 and 28 minutes for the axial load ratios, 0.9 and 0.6 respectively. The results of fire resistance with 40 MPa concrete showed the much lower fire resistance performance than those of 24 MPa concrete. In case of 40 MPa, the fire resistance performance was not increased significantly according to the axial load ratio than that of 24 MPa. The main reason why the higher concrete strength showed lower fire resistance than that of lower guessed the internal stress had the concrete strength weak.

키워드

Concrete Filled Tube column Fire resistance Load ratio