강재 영구거푸집 보의 내화성능에 관한 실험 및 해석적 연구
Experimental and Analytical Study on the Fire Resistance Performance of Permanent Steel Formed Beams
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초록
이 연구에서는 강재 영구거푸집 보의 내화성능을 평가하기 위한 실험적⋅해석적 연구를 수행하였다. 실대형 강재 영구거푸집 보실험체 2개를 제작하여 내화성능 실험을 수행하였으며, 화재노출시간에 따른 강재 영구거푸집 보의 수직 처짐 및 단면 내부의 온도 분포를 상세히 분석하였다. 또한, 실험결과를 기반으로 강재 영구거푸집 보의 내화성능 평가를 위한 비선형 유한요소 해석모델을 제시하였다. 검증된 해석모델을 활용하여 하중비(load ratio)에 따른 강재 영구거푸집 보의 내화성능에 대한 해석적 연구를 수행하였으며, 이를 통해 폭 400 mm의 보실험체는 하중비 0.5 이하, 폭 800 mm의 보 실험체는 하중비 0.8 이하에서 3시간 목표 내화성능을 확보하는 것을 확인하였다.
Abstract
This study presents an experimental and numerical investigation on the fire resistance performance of permanent steel formed beams. Two full-scale specimens were fabricated, and fire resistance tests were conducted. The vertical deflection and internal temperature distribution of the beams were analyzed as a function of fire exposure time. Based on the experimental results, a nonlinear finite element model was developed to evaluate the structural behavior under elevated temperatures. Using the verified model, a parametric analysis was performed to assess the effect of load ratio on fire resistance performance. The results showed that the beam with a width of 400 mm achieved the target 3-hour fire resistance performance when the load ratio was 0.5 or less, while the 800 mm wide beam satisfied the criteria for load ratios up to 0.8.