화재 시나리오에 따른 RC 프레임 구조물의 수치해석적 거동 분석

• 영문명: Numerical Analysis of Reinforced Concrete Frame Structures Under Various Fire Scenarios
• 발행기관: 한국방재학회
• 저자명: 황주영(Hwang, Ju-young) 곽효경(Kwak, Hyo-Gyoung) 이용훈(Lee, Yonghoon)
• 간행물 정보: 『2. 한국방재학회 논문집』 20권2호, 189~195쪽, 전체 7쪽
• 주제분류: 공학 > 기타공학
• 파일형태: PDF
• 발행일자: 2020.04.30

국문 초록

고도화되고 복잡화된 현대 철근콘크리트(RC)구조물에서 발생하는 화재에 따른 전체 구조물의 손상은 큰 규모의 물적·인적 피해를 유발하므로, 고온노출에 따른 RC 구조물의 내화 성능 평가에 대한 연구는 필수적이다. 본 연구에서는 고온 노출에 따른 철근과 콘크리트의 비역학적 변형률을 고려하여, 구조물 단위(single-bay & three bay 프레임)에서 RC 프레임의 거동을 수치해석적인 접근을 통해 분석하였다. Single-bay 프레임의 수치해석을 통해 고온 노출에 따라 RC 프레임에서 발생하는 구조 거동 메커니즘을 분석하고, three-bay 프레임의 각 부재에서도 비슷한 거동이 발생함을 확인하였다. 특히 three-bay 프레임에서는 다양한 화재 시나리오에 따라 대칭화재와 비대칭화재가 발생한 경우, 각각에 대해 전체 구조물의 내화성능을 평가하였다. 수치해석을 통해 구조물에 작용하는 층 하중이 클수록 내화시간이 짧아짐을 확인하였다. 또한, 대칭화재보다 비대칭화재가 발생한 경우에 구조물의 내화시간이 짧으므로, 이를 고려한 구조물의 안전성 평가가 필요하다.

영문 초록

Since structural damage by fire in modern Reinforced Concrete (RC) structures causes significant loss of human life and property, it is important to evaluate the residual capacity of fire-damaged RC structures exposed to high temperatures. In this study, the behavior of fire-damaged RC frame structures (single-bay & three-bay frame), considering non-mechanical strain, was investigated by applying numerical analysis. The behavior mechanism was analyzed by numerical results of the single-bay frame and similar behavior was observed in each member of the three-bay frame. Principally, regarding the three-bay frame structure, the time of fire-resistance was evaluated under various fire scenarios, which included symmetrical and asymmetrical fires within the structure. The results of numerical analysis showed that, as the story load action on the structure increases, the fire-resistance time decreases. Finally, asymmetric fires should be considered for safety assessment against fire because the fire-resistance time under asymmetric fire conditions is shorter than that under symmetric fire conditions for all load conditions.

목차

1. 서 론

2. RC 프레임 구조물의 구성

3. 화재노출에 따른 프레임 구조 거동 평가

4. 결 론

References

키워드

RC 프레임 구조물 비역학적 변형률 내화시간 비대칭 화재 RC Frame Structure Non-mechanical Strain Fire-resistant Time Asymmetrical Fire