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화재에 노출된 고강도 콘크리트 벽체의 잔존강도에 관한 연구

화재에 노출된 고강도 콘크리트 벽체의 잔존강도에 관한 연구
Other Titles
A Study on the The Residual Strength of RC Walls Exposed to Fire
Issue Date
대학원 건축도시시스템공학과
이화여자대학교 대학원
건설 기술력이 발전함에 따라 구조물의 고층화, 대형화에 따라 화재, 지진, 태풍 등 재난에 대한 건물의 안전 및 구조물의 성능에 대한 관심이 높아지고 있다. 최근 들어 대형 화재 사고가 많이 발생하며, 특히 고층 건물에 화재 사고가 발생하여 대형 화재 사고로 발전하는 경우가 종종 있다. 따라서 국내에서 고층 주거건물에 주로 쓰이는 고강도 콘크리트 구조물의 열적 및 구조적 거동을 파악하는 것이 중요한 문제로 대두되었다. 고강도 콘크리트의 경우 일반강도 콘크리트와 비교하여 폭렬 등으로 인해 화재에 대한 위험도가 높다. 또한 국내 주거건물에서 대부분 쓰이는 벽체는 화재로 인한 손상부위가 넓으며 해외에서 비교적 많이 연구된 기둥과 같은 수직부재와는 달리 벽체에 대한 연구는 적다. 상대적으로 고강도 콘크리트 벽체에 관한 연구는 일반강도 콘크리트 벽체에 비해 더욱이 부족하므로 고강도 콘크리트 벽체의 화재 후 거동을 파악할 수 있는 연구가 필요하다. 따라서 본 연구에서는 고강도 철근콘크리트 벽체를 제작하여 화재실험을 수행하고, 열전대를 부착하여 실험체의 위치별, 깊이별 온도분포를 확인하였다. 그 후 가력실험을 통해 잔존강도를 파악하고 비교분석 하였다. 그 결과를 바탕으로 유한요소 해석프로그램인 ABAQUS 6.10-3을 사용하여 구조 해석연구를 수행하였다. 이를 통하여 화재 후 거동과 잔존강도를 검증하고 분석하였다. 단순히 실험적으로 고강도 콘크리트 벽체의 잔존강도 파악에서 멈추지 않고 실제 벽체의 높이를 가진 Real Wall의 유한요소해석을 통해 실제 사이즈 벽체에서의 화재 후 거동 또한 파악하여 비교분석 하여 실제 벽체에 화재가 발생했을 경우의 위험성을 파악하였다.고강도 콘크리트 벽체가 화재에 노출 된 후의 위험성을 파악하였고, 실제 벽체에 적용되었을 때의 화재시 구조적 거동을 분석하였다. 연구결과는 향후 고강도 콘크리트 벽체의 열적 및 구조적 거동을 파악하는 데 기초자료로 활용할 수 있다.;According to the technological development of high-rise buildings and large structures, there is much interest in the safety of buildings and the performance of structures against disasters such as fire, earthquake and typhoon. Especially in recent years, large conflagration accidents are occurring a lot, it became important issues to understand thermal and structural behaviors of the high strength concrete structures used a lot in domestic high-rise building under fire. In case of high strength concrete, it has high risk such as spalling because of fire compare to normal strength concrete. Also walls used in domestic high-rise residential building have large damaged portion caused by fire and there is not much research investigating about walls compare to columns in abroad. Therefore in this study, high strength reinforced concrete walls are manufactured and fire tests are conducted with thermocouples being attached to identify temperature distributions of walls by locations and depths. After fire test conducted and 7 days of recuring period, residual strength is identified by loading test. Residual strength of each wall is analyzed and compared. Based on the test results, to verify the experiments and to know the structural behaviors of fire damaged concrete walls, finite element(FE) models are generated for structural analysis using ABAQUS 6.10-3. In addition, to know the hazard of real fire on real wall, finite element models of Real Wall which has real height of general residential wall of residential building is generated to identify structural behavior after fire of real size wall. This study aims at understanding risk of high strength concrete walls exposed to fire and analyzing structural behaviors of real wall. The results of this study can be used as a basic data for understanding the thermal and structural behavior of high strength concrete walls in the future.
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