웨브 보강 형태에 따른 H형강 보부재의 내화성능에 관한 연구

권인규 한국화재소방학회 2011 한국화재소방학회논문지 Vol.25 No.5

건축물 화재는 인명과 재산피해가 동시에 유발될 수 있는 인위 재해이며, 피해의 최소화하기 위해서는건축물 설계단계부터 화재안전에 관한 요구사항 특히 내화성능을 충족해야만 한다. 강구조물에서의 보부재는 수평하중 전달과 바닥하중을 축부재로 전달하는 주요 구조부재이며, 주로 H형강으로 시공되고 있다. H형강의 내화성능은 내화피복 시공에 의해서 만족되고 있으나, 구조성능과 내화성능을 동시에 향상시킬수 있는 콘크리트 충전 보부재의 내화성능에 관한 연구 그리고 작용 하중비에 따른 내화성능 연구는 미진한 실정이다. 따라서 본 논문에서는 H형강 보부재와 H형강 웨브에 보통강도 및 고강도 콘크리트가 충전된 H형강 보부재를 대상으로 내화성능과 하중비에 따른 한계온도 자료를 확보하여 향후 성능적 내화설계의 기초자료로 활용하고자 한다. Steel beams are one of primary member and those carries the horizontal load and floor load to axial member. To avoid structural failure when the steel beams are exposed to fire, fire resistance performance requires. Till now, the evaluation for fire resistance of the beam was conducted using the maximum load and standard fire curve defined in the KS F 2257. But recently the constructional patterns are changing toward multi-function performance to get a better structural performance and fire resistance as well. In this paper to get the databases for fire resistance, limiting temperatures of the beam,load-bearing fire tests according to load ratios, two grades of compressive concrete strengths were applied.

국내 강구조 내화구조 고찰 및 향후 발전방향에 대한 제언

권인규 한국강구조학회 1999 韓國鋼構造學會誌 Vol.11 No.3

고강도 강재로 제작된 장스팬 보부재의 내화성능 평가연구

권인규 한국화재소방학회 2015 한국화재소방학회 학술대회 논문집 Vol.2015 No.추계

표면처리 경량형강 이용 내력벽체의 내화성능평가에 관한 해석 및 실험적 연구

권인규 대한건축학회지회연합회 2011 대한건축학회연합논문집 Vol.13 No.3

표면처리 경량형강 스터드와 방화석고보드 그리고 미네랄울로 구성된 내력벽체를 대상으로 1차원 열전달 해석으로 평가된 내화성능과 한국산업규격의 내화시험을 통하여 도출된 내화성능을 비교, 평가함으로써 향후 경량형강 이용 내력벽체의 해석적 내화성능 평가 가능성을 제시하고자 함을 연구목적으로 하여, 미네랄울에 의한 스터드 온도영향 그리고 내화성능 평가의 가능함을 확인하였다. Steel framed house made up of light gauge steels regarded as an alternative to meet the fast construction and high quality for the detached house, warehouse, and etc since the late of 1990's. The steel stud and steel joist applied as primary member and the finishing materials such as gypsum board, plywood would be attached on the frame and to satisfy the insulation and acoustic performance mineral wool would be applied into space between the finishing materials. One hour fire resistance is essential when the steel framed house is utilized to the building beyond fourth stories and multi-house occupancy. The purpose of this paper is to show the possibility to expect one hour fire resistance after reviewing the fire resistance performance caused from heat transfer analysis using FEM and that came from load-bearing fire tests, respectively. The surface temperatures from analysis with the models consisted of 140SL10 filled with mineral wool fully and partially and without mineral wool and two layer of fire resistance gypsum boards showed below the allowable temperature, 538℃ and the fire tests conducted using specimens made of the same structure used to analysis showed over 1 hour.

해석적 방법에 의한 TMC 건축용 내화강재 적용 보부재의 고온 내력평가 연구

권인규 한국화재소방학회 2017 한국화재소방학회논문지 Vol.31 No.6

화재 발생 시 강구조 건축물은 재료의 급격한 강도저하에 따른 처짐과 내력저하로 구조물의 붕괴가 발생될 수있다. 따라서 구조용 강재의 고온 시 강도저하의 최소화 및 강판 두께 차이에 따른 설계기준강도 차이의 해결과 용접성을 향상하기 위한 필요성이 제기되었으며, 이 결과 TMC 건축용 내화강재가 개발되었다. 본 연구에서는 TMC 건축용 내화강재의 고온 시 구조내력을 평가하기 위하여 일정 길이의 보부재를 대상으로 단순지지 및 고정단 보 조건으로 처짐과 최대내력 변화를 해석적으로 도출하였으며, 건축용 내화강재와 그 성능을 비교분석하였다. 그 결과, TMC건축용 내화강재를 적용한 보부재가 내화강재 적용 보부재보다 고온 시 구조적 성능이 다소 열위임을 확인하였다. Steel framed building can be destroyed due to deteriation of structural stabilities in a fire. This leads a TMC Fire ResistantSteels and this study analyzed the structural stabilities such as a deflection and a reduction of maximum load capacity forthe structural beams built with a TMC Fire Resistant Steel. In this study the structural stabilities were evaluated using amechanical properties in high temperatures not only a heat transfer theory but a heat stress anlaysis with a statisticallydeterminated beam and a statistially indeternated one. The results showed that a TMC Fire Resistant Steels demonstrated alittle lower those of Fire Resistant Steels.

SS400 강재의 고온 시 기계적 특성에 관한 실험적 연구 ( Experimental Study on the Mechanical Properties of Structural Steel ( SS400 ) at High Temperature )

권인규,지남용 대한건축학회 2001 大韓建築學會論文集 : 構造系 Vol.17 No.5

공학적 수단에 의한 구조용 강재 보부재의 화재 시 거동평가 연구

권인규 한국방재학회 2019 한국방재학회논문집 Vol.19 No.5

A fire in a compartment results in weakness in the structural stability of elements, such as columns and beams, in a steel-framed building. In this study, to support the design of structural fire engineering in steel-framed structures, design fires, such as standard and parametric fire curves, were applied as fire sources to analytically evaluate the structural stability of a structural beam made of SS 275. The results showed that the structural stability evaluation performed by the parametric fire curve was more rational than that by the standard fire curve. 강구조 건축물에서의 화재는 구조부재의 온도를 상승시켜 내력감소를 유발시킴으로써 구조물의 안전성 확보에 치명적인 약점으로 작용할 수 있다. 따라서 본 연구에서는 향후 건축물의 공학적 내화설계의 기초 자료 확보를 목적으로 강구조 건축물에 사용되는 일반 구조용 강재인 SS 275을 적용한 보부재를 대상으로 표준화재곡선과 일정 화재구획내의 변수화재곡선에 의한 단순보와 고정보의 최대내력과 처짐을 해석적으로 도출하였으며, 그 결과 변수화재곡선에 의한 내력평가가 표준화재곡선보다 합리적임을 알 수 있었다.

고열 환경에서의 구조용 강재 특성 데이터베이스 구축

권인규 한국화재소방학회 2007 한국화재소방학회논문지 Vol.21 No.3

The mechanical properties such as 0.2% and 1% offset proof strength and elastic modulus are essential for a structural steel structure when the structure would be evaluated and designed to identify the performance of the structural stability exposed to fire condition. To obtain the mechanical properties for the structural steels at high temperature which are consisted of ordinary and marine ones, the tensile tests at various high temperatures had been conducted with two kinds of specimen of general structural steel SS 400 and welded steel SM 490 at the range of room temperature to 900oC at interval of 100oC. 화재와 같은 고열환경에서 강구조 건축물의 구조적 붕괴 예측 및 화재피해 건축물의 안전진단 그리고 보수보강을 위해서는 고온에서의 항복강도와 탄성계수 등과 같은 특성치가 반드시 요구된다. 따라서 본 연 구에서는 강구조 건축물의 주요 구조부에 적용되는 주요 강종인 일반 구조용 SS 400과 용접 구조용 SM 490을 대상으로 상온에서 100oC 간격으로 900oC까지 고온인장시험을 통하여 0.2% 항복강도, 1% 항복강도, 인장강도 및 탄성계수 등을 측정하였다.

일반구조용 강재(SS 400)기둥부재의 경계조건과 부재 길이변화에 따른 고온 내력의 해석적 연구

권인규 한국화재소방학회 2014 한국화재소방학회논문지 Vol.28 No.1

강구조 건축물의 기둥부재 내화성능은 접합부의 경계조건과 기둥부재의 길이에 따라 변화되지만, 내화성능 평가는 실험장비의 제약과 기술적 요인으로 인하여 힌지단과 3500 mm 길이 조건으로 이루어지고 있다. 그러나 실제 강구조물에적용되는 기둥부재는 부지조건과 설계조건에 따라 다양한 경계조건과 길이의 변화를 가져올 수 있으며, 이에 대한 내화성능의 평가는 어려운 실정이다. 따라서 본 연구에서는 일반 등급의 구조용 강재(SS 400)로 제작된 H형강 기둥부재를대상으로 고온 시의 재료특성과 해석적 이론을 바탕으로 고온 시 구조적 성능을 평가하여, 경계조건과 길이 변화에 따른내화성능의 기본 자료를 도출하였다. Steel column is very important an structural element in steel framed building and plays a key role in sustataining theapplied external load. Generally, the fire resistance performance of steel column has been executed by application of firestandard and vertical furnace having a limitation in height. Therefore, the fire resistance test was conducted with a H-sectioncolumn having 3500 mm in length and hinge to hinge boundary condition. And the fire protective material derivedfrom the fire test can be applied to any kind of boundary conditions and lengths. However, it is hard to determine the fireresistance. In this paper, to make sure the structural stability of them at high temperature according to various boundaryconditions and lengths of H-section column, an analysis was done by using the mechanical properties and an heat transfertheory.

건축물의 성능기반 구조내화설계 가이드라인(안) 개발 연구

권인규 한국방재학회 2020 한국방재학회논문집 Vol.20 No.3

A building fire can cause severe loss of life and damage to the property and is regarded as a social disaster. Therefore, employing the fire resistant structures appears to be a potential solution of the stated problem. In this study, the guideline (draft) of the structural fire engineering design, using scientific and engineering methods for evaluation of the structural stabilities in a fire, was developed. Further, by application of the guideline when the desired building is under construction, the rational solution for the improved fire safety and cost competitiveness is expected. 건축물 화재발생에 의한 주요 구조부재의 내력저하는 인명과 재산피해를 유발하는 중대한 재해이며, 내화구조의 적용은 구조체의 피해규모를 최소화하기 위한 요구조건이다. 본 연구에서는 건축물에서의 화재발생 크기, 구조부재의 내력저하 등을 과학적이고 공학적인 방법을 통하여 예측, 계산함으로써 합리적인 내화성능을 확보할 수 있는 성능기반 구조내화설계의 가이드라인(안)을 개발하였고, 우리나라에서도 구조내화설계 요소기술의 가이드라인을 적용하므로 선진외국과 동일하게 화재 시 건전하고, 합리적인 건축 생산활동이 가능할 것으로 판단된다.