KR100929416B1 - Fire resistance evaluation system for high strength concrete members - Google Patents
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Abstract
본 발명은 고강도 철근콘크리트 재료를 사용한 초고층 건축물의 화재에 대한 사용성 및 안전성을 확보하기 위하여 건축물 주요 부재인 기둥, 보, 벽체 등의 내화성능을 산정하는 방법에 관한 것으로, 더욱 구체적으로는 고강도 콘크리트의 열전달 효과 및 수분증발 효과와 같은 재료적 특성, 고온 하에서의 강도 및 탄성계수의 변화와 같은 역학적 특성, 화재성상에 따른 폭렬 특성을 모두 포함하여 콘크리트 부재에서의 내화성능을 산정하는 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a method for estimating the fire resistance performance of pillars, beams, walls, etc., which are main members of a building, in order to secure usability and safety against fire of a high-rise building using high-strength reinforced concrete material. The present invention relates to a system for estimating the fire resistance performance of a concrete member, including material properties such as heat transfer effect and water evaporation effect, mechanical properties such as change in strength and modulus of elasticity under high temperature, and explosion characteristics according to fire properties.
본 발명은 압축강도가 30~150MPa 범위의 고강도 콘크리트 부재에 대한 내화성능 평가 시스템으로서, 내화성능 평가를 위한 유한요소 데이터, 화재성상 데이터, 해석조건 및 콘크리트 배합조건을 입력하는 입력부; 특정 온도하에서 콘크리트의 열전달 해석수단, 수분확산 해석수단, 내화특성 평가수단을 구비한 중앙처리부; 및 상기 중앙처리부에 의해 산출된 정보를 저장하고 출력하는 출력부; 를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 고강도 콘크리트 부재의 내화성능 평가 시스템.을 제공한다.The present invention is a fire resistance performance evaluation system for a high strength concrete member in the range of 30 ~ 150MPa compressive strength, the input unit for inputting finite element data, fire properties data, analysis conditions and concrete mixing conditions for the evaluation of fire resistance performance; A central processing unit having heat transfer analysis means, water diffusion analysis means, and fire resistance evaluation means of concrete under a specific temperature; And an output unit for storing and outputting the information calculated by the central processing unit. It provides a fire resistance performance evaluation system of the high-strength concrete member, characterized in that comprising a.
고강도 콘크리트, 폭렬현상, 내화성능 High strength concrete, explosion phenomenon, fire resistance performance
Description
본 발명은 고강도 철근콘크리트 재료를 사용한 초고층 건축물의 화재에 대한 사용성 및 안전성을 확보하기 위하여 건축물 주요 부재인 기둥, 보, 벽체 등의 내화성능을 산정하는 방법에 관한 것으로, 더욱 구체적으로는 고강도 콘크리트의 열전달 효과 및 수분증발 효과와 같은 재료적 특성, 고온 하에서의 강도 및 탄성계수의 변화와 같은 역학적 특성, 화재성상에 따른 폭렬 특성을 모두 포함하여 콘크리트 부재에서의 내화성능을 산정하는 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a method for estimating the fire resistance performance of pillars, beams, walls, etc., which are main members of a building, in order to secure usability and safety against fire of a high-rise building using high-strength reinforced concrete material. The present invention relates to a system for estimating the fire resistance performance of a concrete member, including material properties such as heat transfer effect and water evaporation effect, mechanical properties such as change in strength and modulus of elasticity under high temperature, and explosion characteristics according to fire properties.
초고층 건축물의 화재에 대한 안전성은 고강도 철근콘크리트 각 부재의 내화성능으로 평가되며, 내화성능은 고온 하에서의 구조 부재의 하중저항성능으로 정의된다. 고강도 철근콘크리트 부재의 내화성능은 콘크리트 강도, 탄성계수, 내부 습도, 치밀성, 구조물의 크기와 형상, 사용재료, 하중조건, 화재발생조건 등에 따라 매우 큰 차이를 보이는 것으로 알려져 있다.Fire safety of high-rise buildings is evaluated by the fire resistance of each high-strength reinforced concrete member, and the fire resistance is defined as the load resistance performance of structural members under high temperature. Fire resistance performance of high strength reinforced concrete members is known to be very different depending on concrete strength, modulus of elasticity, internal humidity, compactness, structure size and shape, materials used, load conditions, fire conditions.
지금까지는 구조재료로서 보통강도 콘크리트가 주로 사용되어 왔다. 보통강도 콘크리트는 콘크리트 내부에 어느 정도의 공극률이 존재하여 투수성이 양호하기 때문에 치밀성이 높지 않아서 내화성능이 우수한 재료로 평가되어 화재시 구조 안전성에 심각한 피해를 주지 않기 때문에 그동안 내화성능에 대한 검토는 그다지 중요하게 생각하지 않았었다.Until now, ordinary strength concrete has been mainly used as a structural material. Since moderate strength concrete has a certain porosity inside the concrete and has good water permeability, it is not considered to be a high density material because it is not dense and thus does not seriously damage structural safety in the case of fire. I didn't think it was important.
하지만 고강도 콘크리트의 경우에는 강도를 높이기 위하여 배합설계 시 단위수량을 크게 감소시켜주고 있다. 이러한 낮은 물-시멘트비의 사용으로 인하여 고강도 콘크리트는 공극률이 작게 되어 투수성이 낮아지게 된다. 이에 따라 치밀성이 증가하게 되며 화재와 같이 고온으로 상승하는 열적 조건에 대한 저항력이 감소하게 되어 결국에는 폭렬(爆裂)현상을 유발시킨다. 폭렬은 화재 발생 시 급작스러운 고온으로 인하여 콘크리트 부재 표면이 심한 폭음과 함께 폭발적으로 파열(박리 및 탈락)되는 현상으로, 표면 콘크리트의 파쇄는 콘크리트 부재 단면의 감소를 가져오며 동시에 구조체 내부로 고온이 전달되고, 철근이 노출되어 고온을 받게 되면 철근의 강도저하로 인하여 구조물에 치명적인 내력저하를 초래하여 결국 구조물의 붕괴로까지 이어지는 대형사고의 원인이 되기도 한다.However, in the case of high-strength concrete, the unit quantity is greatly reduced during the compounding design to increase the strength. Due to the use of such a low water-cement ratio, high-strength concrete has a low porosity, resulting in low permeability. As a result, the density is increased, and the resistance to thermal conditions rising to a high temperature such as a fire is reduced, which eventually causes explosion. The explosion is a phenomenon in which the surface of the concrete member explodes ruptures (peel and drop) due to sudden high temperature in case of fire, and the fracture of the surface concrete leads to the reduction of the cross section of the concrete member and at the same time the high temperature is transferred into the structure. In addition, when the steel is exposed to high temperatures, the strength of the reinforcing bar causes fatal strength reduction of the structure, which may cause a large accident that eventually leads to the collapse of the structure.
폭렬은 도 1에 도시된 바와 같이 일반적인 환경조건 하에 있던 고강도 철근콘크리트 부재에 화재가 발생하였을 경우 표면부(11)는 내부 수분이 증기로 변화하 여 쉽게 외부로 빠져 나가 완전건조상태가 되지만 그 안쪽(12)에서는 수분이 증기로 변화된 후 표면부 콘크리트의 치밀성으로 인하여 외부로 빠져나가지 못하고 내부에 그대로 갇히게 된다. 이로 인하여 콘크리트 내부에서부터 증기압(13)이 발생하게 되며 이 증기압이 콘크리트의 인장강도를 초과하게 되면 콘크리트 표면부가 순간적으로 폭발하는 폭렬현상이 발생되게 된다.When the explosion occurs in the fire of a high-strength reinforced concrete member under general environmental conditions as shown in Figure 1, the
이러한 폭렬현상에 대한 사용성 및 안전성을 평가하는 내화성능 산정시스템은 초고층 건축물에서는 반드시 고려하여야 하는 중요한 요소이지만 아직까지 내화성능 산정시스템 자체가 구축되지 않고 있어 건축물 설계 및 시공에 있어 큰 문제점으로 대두되고 있다. 지금까지의 적용방식은 전문가의 기술적 혹은 경험적 판단에 의존하여 피복두께 증가, 혼화재료 첨가 등의 단순한 형태로 고려되고 있으나 그 이론적 근거가 명확하게 제시되지 못하고 있는 상태이며, 심지어는 아예 내화성능 평가과정을 생략한 채 구조물을 설계, 시공하고 있는 실정이다.Fireproof performance estimation system for evaluating the usability and safety of such explosion phenomenon is an important factor to be considered in high-rise buildings, but the fireproof performance calculation system itself has not been established yet, which is a big problem in building design and construction. . Until now, the application method has been considered as a simple form such as increasing the coating thickness and adding mixed materials, depending on the technical or empirical judgment of experts, but the theoretical basis is not clearly presented, even the fire resistance performance evaluation process at all. The situation is designing and constructing the structure without omission.
현재 갈수록 고층화되고 대형화되면서 다양한 구조형태로 시공되는 초고층 건축물에 있어서 내화성능 산정시스템이 구축되지 않는 한 불의의 화재 발생 시 커다란 인명과 재산의 손실이 예상되기 때문에 초고층 건물 건설의 핵심 기술 중 하나인 내화성능 산정시스템의 개발과 실용화가 시급하다.In today's high-rise buildings, which are increasingly tall and large, and constructed in various structural forms, fire and fire, which is one of the core technologies in the construction of high-rise buildings, are expected to cause a great loss of life and property in the event of an unexpected fire unless a fireproof performance calculation system is established. There is an urgent need to develop and use a performance calculation system.
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 고강도 콘크리트의 고온 하에서의 열특성치 및 수분특성치를 산정하여 수분의 증발에 따른 증기압 발생과 기화열 손실에 따른 온도저감을 고려한 재료적 특성치 산정과 고온 하에서의 강도 및 탄성계수의 변화를 고려한 역학적 특성치 산정을 통하여 내화성능 산정결과의 정확도를 높일 수 있으며, 시간의존하중에 따른 내력의 산정으로부터 시간에 따른 폭렬발생여부의 판정 및 처짐량 산정과 같은 고강도 콘크리트 부재의 내화성능 평가 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, by calculating the thermal characteristics and moisture characteristics at high temperatures of high-strength concrete, the calculation of the material characteristics in consideration of the steam pressure generated by the evaporation of moisture and the temperature reduction due to the loss of vaporization heat and under high temperature It is possible to improve the accuracy of the calculation results of the fire resistance performance by calculating the mechanical characteristic value considering the change of strength and modulus of elasticity, and to determine the occurrence of explosion over time and to determine the deflection amount according to the time dependent load. The purpose is to provide a fire resistance evaluation system.
상기한 문제점을 해결하기 위해 본 발명이 제공하는 고강도 콘크리트 부재의 내화성능 평가 시스템에서는, 컴퓨터 상에서 콘크리트 열전달 해석모듈, 콘크리트 수분확산 해석모듈, 콘크리트 크리프 해석모듈, 콘크리트와 철근의 강도특성 평가모듈의 시행과, 위의 각 모듈시행 결과를 종합한 고강도 콘크리트의 내화성능에 대한 평가가 이루어지도록 구성한다.In order to solve the above problems, in the fire resistance performance evaluation system of the high-strength concrete member provided by the present invention, a concrete heat transfer analysis module, concrete moisture diffusion analysis module, concrete creep analysis module, and strength characteristics evaluation module of concrete and reinforcing steel are implemented on a computer. And, to evaluate the fire resistance performance of the high-strength concrete synthesized the results of each module above is configured.
상기 열전달 해석모듈은 고온 하에서 콘크리트의 열전도율 모델, 고온 하에서 콘크리트의 비열모델, 고온 하에서 콘크리트의 열팽창율 모델, 및 열전도 평형방정식에 의한 비정상상태 열전달 해석 프로그램을 개발하여 적용한다.The heat transfer analysis module is developed by applying a thermal conductivity model of concrete under high temperature, a specific heat model of concrete under high temperature, a thermal expansion coefficient model of concrete under high temperature, and an abnormal state heat transfer analysis program based on a thermal conductivity equilibrium equation.
상기 콘크리트 수분확산 해석모듈은 고온 하에서 콘크리트의 수분확산계수 모델, 고온 하에서 콘크리트의 표면계수 모델, 고온 하에서 콘크리트의 자유수축량 모델 및 확산방정식에 의한 비정상상태 수분확산 해석 프로그램을 개발하여 적용한다.The concrete moisture diffusion analysis module is developed by applying the moisture diffusion coefficient model of concrete under high temperature, surface coefficient model of concrete under high temperature, free shrinkage model of concrete under high temperature, and abnormal state water diffusion analysis program by diffusion equation.
상기 콘크리트 크리프 해석모듈은 임계온도 모델, 임계온도 전후의 수분 이동이 없는 크리프 변형 모델, 콘크리트 수분 함유량에 따른 콘크리트 비탄성 변형 모델, 정상상태 크리프 해석 프로그램 및 비정상상태 크리프 해석 프로그램을 개발하여 적용한다.The concrete creep analysis module develops and applies a critical temperature model, a creep deformation model without water movement before and after the critical temperature, a concrete inelastic deformation model according to the concrete moisture content, a steady state creep analysis program, and an abnormal state creep analysis program.
상기 콘크리트와 철근의 강도특성 평가모듈은 고온 하에서 콘크리트 압축강도 저감계수 모델, 고온 하에서 콘크리트 탄성계수 저감계수 모델, 고온 하에서 콘크리트 응력-변형률 관계 모델, 고온 하에서 철근 항복강도 저감계수 모델 및 고온 하에서의 철근 탄성계수 저감계수 모델을 개발하여 적용한다.The module for evaluating the strength characteristics of concrete and reinforcing bar is characterized by a model of reduction of compressive strength at high temperature, a model of reduction of elastic modulus at high temperature, a model of stress-strain relation at high temperature, a model of reduction of yield strength of reinforcing steel at high temperature, and resilience at high temperature. Develop and apply a coefficient reduction factor model.
고강도 콘크리트의 내화성능을 평가는 화재성상 모델, 콘크리트 부재 해석을 위한 솔리드요소 및 선요소를 사용한 유한요소루틴, 및 상기 해석 모듈들을 종합한 내화성능 평가 프로그램을 개발하여 적용한다.To evaluate the fire performance of high-strength concrete, a fire performance model, a finite element routine using solid elements and line elements for the analysis of concrete members, and a fire resistance evaluation program incorporating the above analysis modules are developed and applied.
상기한 바와 같은 본 발명의 고강도 콘크리트 부재의 내화성능 평가 시스템 은, 실제 화재 발생시 콘크리트 부재 내부의 온도와 습도의 변화과정과 이에 따른 콘크리트 부재의 강성의 변화, 폭렬발생여부 파악과 처짐량을 산정하여 최종적인 내화성능을 체계적이고 정확하게 산정할 수 있게 되므로 화재와 같은 불의의 사고에 대한 사용성과 안전성을 높일 수 있는 장점이 있다.The fire resistance performance evaluation system of the high strength concrete member of the present invention as described above, the final process by estimating the change of temperature and humidity inside the concrete member, the change in the rigidity of the concrete member, grasping the occurrence of explosion and the amount of deflection Since it is possible to calculate systematic fire performance systematically and accurately, there is an advantage that can improve the usability and safety against accidents such as fire.
또한, 본 발명은 초고층 건물을 건설하기 위한 핵심 기술 중 하나로 설계기술력을 높일 수 있으며, 화재 발생 이후의 대책을 미리 수립할 수 있도록 하여 시간적, 경제적, 인력적 손실을 최소화 할 수 있는 장점이 있다.In addition, the present invention can increase the design technology as one of the core technology for building a high-rise building, it is possible to minimize the time, economic and manpower loss by enabling the pre-determination of measures after the fire.
본 발명은 압축강도가 30~150MPa 범위의 고강도 콘크리트 부재에 대한 내화성능 평가 시스템으로서, 내화성능 평가를 위한 유한요소 데이터, 화재성상 데이터, 해석조건 및 콘크리트 배합조건을 입력하는 입력부; 특정 온도하에서 콘크리트의 열전달 해석수단, 수분확산 해석수단, 내화특성 평가수단을 구비한 중앙처리부; 및 상기 중앙처리부에 의해 산출된 정보를 저장하고 출력하는 출력부; 를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 고강도 콘크리트 부재의 내화성능 평가 시스템을 제공한다. (도 2 참조)The present invention is a fire resistance performance evaluation system for a high strength concrete member in the range of 30 ~ 150MPa compressive strength, the input unit for inputting finite element data, fire properties data, analysis conditions and concrete mixing conditions for the evaluation of fire resistance performance; A central processing unit having heat transfer analysis means, water diffusion analysis means, and fire resistance evaluation means of concrete under a specific temperature; And an output unit for storing and outputting the information calculated by the central processing unit. It provides a fire resistance performance evaluation system of a high-strength concrete member, characterized in that comprising a. (See Figure 2)
본 발명은 고강도 콘크리트의 특성을 고려한 내화성능 평가 시스템이므로 보통강도 콘크리트에는 적용시킬 수 없다.The present invention is a system for evaluating fire resistance considering the characteristics of high strength concrete, so it cannot be applied to ordinary strength concrete.
상기 입력부(100)는, 유한요소 데이터, 화재성상 데이터, 해석조건 및 콘크리트 배합조건을 입력하도록 구성된다. 상기 입력부(100)는 컴퓨터 키보드, 마우스 등의 입력수단과 연결되며, 상기 입력수단(100)을 통해 입력되는 데이터는 발생되는 화재의 성상, 재료 배합설계 내용, 철근 배근 등의 부재구성을 포함한다. 또한 입력수단으로 PDA와 같은 이동통신단말기를 사용하는 경우에는 인터넷을 통해 정보를 전송하는 것이 가능한 웹서버가 더 구비되는 것이 바람직하다.The
상기 유한유소 데이터는, 내화성능 평가 대상 콘크리트 부재의 물리적, 재료적 구성 정보를 의미하는 것으로서, 상기 입력부는 콘크리트 부재의 절점 및 좌표값을 입력시키는 노드영역; 콘크리트 요소의 번호 및 각 절점을 입력시키는 콘크리트영역; 철근의 항복강도 및 직경을 입력시키는 철근타입영역; 주철근의 배치상황을 입력시키는 주철근영역; 및 배력근의 배치상황을 입력시키는 배력근영역; 등과 같은 유한요소들을 세분하여 입력, 저장되도록 구성할 수 있다.The finite oil data means physical and material configuration information of the concrete member to be evaluated for fire resistance, and the input unit includes: a node region for inputting nodes and coordinate values of the concrete member; Concrete area for inputting the number of concrete elements and each node; A reinforcing bar type region for inputting the yield strength and diameter of the reinforcing bar; A main reinforcing bar for inputting a layout state of the main reinforcing bar; And a back muscle area for inputting the arrangement status of the back muscles; Finite elements such as the subdivision can be configured to be input and stored.
상기 화재성상 데이터는, 화재 발생 후 화재진행시간에 따라 변화되는 화재 온도에 대한 정보를 의미하는 것으로서, 상기 입력부는 실제 화재상황을 입력, 저 장할 수도 있고, 각 국가에서 규격으로 지정된 코드(KS F 2257, ISO 834, ASTM E 119, CAN/ULC S 101 등)를 선택하여 사용할 수 있도록 구성할 수 있다.The fire property data refers to information on the fire temperature which is changed according to the fire progress time after the fire, and the input unit may input and store the actual fire situation, and the code designated as a standard in each country (KS F). 2257, ISO 834, ASTM E 119, CAN / ULC S 101, etc.) can be selected and configured.
상기 해석조건은, 구조물에서의 화재적용방식에 대한 정보를 의미하는 것으로서, 상기 입력부는 상기 화재성상 데이터를 화재콘크리트 타설일을 기준(0일)으로 일(日)단위로 기산한 화재발생시기; 화재발생시간으로부터 시간단위로 기산한 해석수행시간; 콘크리트 부재의 화재발생면; 하중의 크기와 설계하중대비 재하율; 해석모델 선정; 콘크리트 내부의 초기온도 평균값; 콘크리트 내부의 초기습도 평균값; 및 기화열 고려여부; 로 세분하여 입력, 저장되도록 구성할 수 있다.(도 3a 참조)The analysis condition means information on a fire application method in a structure, and the input unit fire occurrence time calculated based on the fire concrete data on the basis of the fire concrete placement date (0 days) in units of days; Analysis execution time calculated in hours from the time of fire occurrence; Fire occurrence surface of concrete member; Magnitude of load and load to load ratio; Analysis model selection; Average initial temperature inside the concrete; Average value of initial humidity in concrete; And whether heat of vaporization is considered; It can be configured to be input and stored by subdividing into (see Fig. 3a).
상기 해석모델 선정은 열전달 평가 모델, 콘크리트 탄성계수 모델 및 정상상태 크리프 모델로 세분되어, 각각 해석코드를 선택할 수 있도록 구성할 수 있다.The analysis model selection is divided into a heat transfer evaluation model, a concrete modulus of elasticity model and a steady state creep model, it can be configured to select the analysis code, respectively.
상기 해석코드에는 각 국가 또는 콘크리트 관련단체나 기업체에서 지정된 것을 적용할 수 있으며, 열전달 평가 모델로서는 ECCS, Euro Code 등, 콘크리트 탄성계수 모델로서는 Buchanan, Ellingwood, Samsung 등, 정상상태 크리프 모델로서는 KCI, ACI, B3 등을 예시할 수 있다.The analysis code may be specified by each country or a concrete association or enterprise, and the heat transfer evaluation model may include ECCS, Euro Code, etc., and the elasticity modulus models, such as Buchanan, Ellingwood, and Samsung, and the steady state creep model, KCI, ACI, etc. , B3 and the like can be exemplified.
상기 콘크리트 배합조건은, 콘크리트 압축강도; 시멘트량, 혼화재량, 수량, 잔골재량, 굵은골재량에 대한 단위배합조건; 및 사용 섬유; 에 대한 데이터로 세분 하여 입력, 저장되도록 구성할 수 있다. (도 3b 참조)The concrete mixing conditions, concrete compressive strength; Unit mix condition for cement amount, admixture amount, quantity, fine aggregate amount and coarse aggregate amount; And used fibers; It can be configured to be divided into data for and input and stored. (See Figure 3b)
상기 콘크리트 압축강도는 실제 실험에 의한 재령 28일에서의 압축강도를 의미하며, 만약 실험에 의한 압축강도가 없을 경우에는 설계 압축강도를 사용한다.The concrete compressive strength means the compressive strength at 28 days of age by the actual experiment, and if there is no compressive strength by the experiment, the design compressive strength is used.
상기 단위배합조건에서 혼화재량은 플라이애쉬, 실리카흄 등의 총 중량(혼화재료의 종류에 관계없이 사용되는 혼화재료의 총 중량)을 의미한다.In the unit compounding condition, the amount of admixture means the total weight of fly ash, silica fume, etc. (total weight of admixture used regardless of the kind of admixture).
상기 사용 섬유 데이터는 사용 섬유의 종류, 혼입량, 길이 등으로 구분하여 입력할 수 있으며, 섬유 사용이 없을 때는 상기 항목들에 0을 입력하면 된다.The used fiber data may be input by dividing the type of fiber used, the amount of mixing, the length, and the like, and when the fiber is not used, 0 may be input to the items.
상기 중앙처리부는(200)는 상기 입력수단(100)을 통해 입력받은 데이터를 바탕으로, 고온 하에서의 콘크리트 부재 내부 온도분포를 산정하는 열전달 해석수단(210)과 콘크리트 부재 내부의 습도분포를 산정하는 수분확산 해석수단(220), 및 사용재료인 콘크리트와 철근의 온도변화에 따른 강도와 탄성계수의 변화를 고려하여 화재성상에 따라 폭렬발생여부 및 처짐량을 산정하는 내화특성 평가수단(230)을 바탕으로 연산을 수행하여 내화성능을 산정한다.The
상기 열전달 해석수단(210)은, 주어진 화재진행시간에 따른 온도를 산정하는 (a-1)단계; 산정된 온도에 대한 콘크리트 부재 구성재료의 열특성치를 산정하는 (a-2)단계; 도출된 열특성치에 의해 콘크리트 부재의 강성을 산정하는 (a-3)단계; 및 산정된 강성을 기초로 주어진 화재진행시간에서 콘크리트 부재 내부의 온도분포를 도출하는 (a-4)단계; 를 차례로 수행하도록 구성하고, 여기에 기화열 발생여부를 검토하는 (a-5)단계; 및 기화열이 발생하는 경우 기화열을 산정하여 이를 콘크리트 부재 내부에 온도 감소량으로 첨가하는 (a-6)단계; 를 더 시행하도록 구성할 수 있다.(도 4a 참조)
상기와 같은 단계적인 수행을 위해 열전달 해석수단은, 주어진 화재진행시간에 따른 온도를 산정하는 온도산정부문; 산정된 온도에 대한 콘크리트 부재 구성재료의 열특성치를 산정하는 열특성치산정부문; 산정된 열특성치에 의해 콘크리트 부재의 강성을 산정하는 부재강성산정부문; 및 산정된 강성을 기초로 주어진 화재진행시간에서 콘크리트 부재 내부의 온도분포를 도출하는 온도분포도출부문;으로 구성되거나, 콘크리트 부재 내부의 기화열을 산정하는 기화열산정부문; 산정된 기화열을 기초로 콘크리트 부재 내부의 온도 감소량을 산정하는 온도감소량산정부문; 산정된 온도 감소량을 온도분포도출부분을 통해 도출된 콘크리트 부재 내부의 온도분포에 적용하여 온도분포를 보정하는 온도분포보정부문;을 더 포함하여 구성될 수 있다.The heat transfer analyzing means 210, (a-1) calculating the temperature according to the given fire progress time; (A-2) calculating thermal characteristic values of the concrete member components with respect to the calculated temperature; (A-3) calculating the rigidity of the concrete member based on the derived thermal characteristic values; And (a-4) deriving a temperature distribution inside the concrete member at a given fire progress time based on the calculated stiffness; To perform in order to perform, and to examine whether the heat of vaporization generated (a-5) step; And calculating the heat of vaporization when the heat of vaporization occurs and adding the same to the inside of the concrete member as a decrease in temperature. Can be configured to enforce more (see Figure 4a).
The heat transfer analyzing means for performing such a step includes: a temperature calculating section for calculating a temperature according to a given fire progress time; Thermal characteristic calculation section for estimating thermal characteristic values of concrete member materials with respect to the calculated temperature; Member stiffness calculation section for estimating stiffness of concrete member based on estimated thermal characteristics; And a temperature distribution deriving section for deriving a temperature distribution inside the concrete member at a given fire progress time based on the calculated stiffness; or a vaporization heat calculating section for estimating heat of vaporization inside the concrete member; A temperature reduction amount calculating section for calculating a temperature reduction amount in the concrete member based on the calculated heat of vaporization; And a temperature distribution correction unit for correcting the temperature distribution by applying the calculated temperature reduction amount to the temperature distribution inside the concrete member derived through the temperature distribution deriving portion.
평가대상 콘크리트 부재의 구성재료 열특성치는 산정공식에 의해 열전도율, 비열 및 열팽창률로 세분하여 산정할 수 있으며, 화재 발생 이후 시간이 경과함에 따라 콘크리트 부재 내부로의 열침투 진행상황을 산정할 수 있다. 또한 화재에 의하여 콘크리트 부재 내부의 수분이 증기로 변화하게 될 때 기화열이 발생하면 이를 고려하여 온도 감소량을 산정하여 콘크리트 부재 내부의 온도분포에 첨가할 수 있는 것이다.The thermal characteristics of the constituent materials of the concrete member to be evaluated can be estimated by subdividing them into thermal conductivity, specific heat, and thermal expansion rate according to the calculation formula, and the progress of thermal penetration into the concrete member can be estimated as time passes after the fire occurs. . In addition, when vaporization heat is generated when moisture inside the concrete member changes into steam due to a fire, the amount of temperature reduction may be calculated and added to the temperature distribution inside the concrete member.
상기 콘크리트 부재의 구성재료 열특성치는 이하에서 예시된 산정공식들에 의해 도출될 수 있다. (단, 하기 열특성치 산정공식들은 콘크리트 관련 학계 또는 산업계에서 공식적으로 발표된 다른 공식으로 치환할 수 있다. 이 점은 이하에서 예시되는 기타 공식들도 마찬가지이다.) The thermal properties of the constituent materials of the concrete member may be derived by calculation formulas illustrated below. (However, the formulas for calculating the thermal characteristics may be substituted with other formulas officially published in the concrete academic or industrial fields. The same is true for the other formulas exemplified below.)
※ 열전도율 산정공식※ Calculation formula of thermal conductivity
λ : 열전도율 λ: thermal conductivity
λi : 콘크리트 각 구성성분의 열전도율λ i : Thermal conductivity of each component of concrete
vi : 콘크리트 각 구성성분의 체적v i : Volume of each component of concrete
v : 콘크리트의 전체체적 v: total volume of concrete
※ 비열 산정공식※ Specific heat calculation formula
- 콘크리트 강도에 따른 열전도율 변화를 나타낸 그래프는 도 4b에 도시하였다.-The graph showing the change in thermal conductivity according to the concrete strength is shown in Figure 4b.
※ 열팽창률 산정공식※ Calculation formula of thermal expansion rate
- 실리카 골재 콘크리트의 경우-For silica aggregate concrete
- 탄산암 골재 콘크리트의 경우-In case of carbonate rock aggregate concrete
상기 기화열은 이하에서 예시된 산정공식에 의해 도출될 수 있다. The heat of vaporization can be derived by the formula given below.
※ 기화열 산정식※ Evaporation formula
cu: 물의 기화열c u : heat of vaporization of water
또한, 상기 콘크리트 부재 내부의 온도분포는 열전도 평형방정식에 의해 도출하도록 구성할 수 있으며, 다음과 같은 열전도 평형방정식을 활용할 수 있다. 즉, 열전도 평형방정식을 온도분포도출부문에 저장하는 것이다.In addition, the temperature distribution inside the concrete member may be configured to be derived by the heat conduction equilibrium equation, and may utilize the following heat conduction equilibrium equations. That is, the thermal conductivity equation is stored in the temperature distribution derivation section.
※ 열전도 평형방정식 ※ Heat conduction equilibrium equation
λ: 각 방향의 열전도율λ: thermal conductivity in each direction
T : 온도T: temperature
qB : 단위시간, 단위체적당 발생하는 내부 발열량q B : Internal calorific value per unit time, unit volume
cc : 콘크리트의 비열c c : specific heat of concrete
ρc: 콘크리트의 단위중량ρ c : unit weight of concrete
상기 중앙처리부의 수분확산 해석수단(220)은, 주어진 화재진행시간에 따른 수분량을 산정하는 (b-1)단계; 산정된 수분량에 대한 콘크리트 부재 구성재료의 수분특성치를 산정하는 (b-2)단계; 도출된 수분특성치에 의해 콘크리트 부재의 강성을 산정하는 (b-3)단계; 산정된 강성을 기초로 주어진 화재진행시간에서의 콘크리트 부재 내부의 수분분포를 도출하는 (b-4)단계; 수분량과 습도의 상관관계인 수착등온선을 작성하는 (b-5)단계; 및 작성된 수착등온선을 통해 수분분포를 습도분포로 변환하는 (b-6)단계; 를 차례로 수행하도록 구성할 수 있다. (도 5a 참조)
상기와 같은 단계적인 수행을 위해 수분확산 해석수단은, 주어진 화재진행시간에 따른 수분량을 산정하는 수분량산정부문; 산정된 수분량에 대한 콘크리트 부재 구성재료의 수분특성치를 산정하는 수분특성치산정부문; 산정된 수분특성치에 의해 콘크리트 부재의 강성을 산정하는 부재강성산정부문; 산정된 강성을 기초로 주어진 화재진행시간에서의 콘크리트 부재 내부의 수분분포를 도출하는 수분분포도출부문; 산정된 수분량을 기초로 수분량과 습도의 상관관계를 나타내는 수착등온선을 작성하는 수착등온선작성부문; 및, 작성된 수착등온선을 기초로 수분분포를 습도분포로 변환하는 습도분포변환부문;으로 구성될 수 있다. The water diffusion analysis means 220 of the central processing unit, (b-1) calculating the amount of water according to the given fire progress time; (B-2) calculating a moisture characteristic value of the concrete member constituent material with respect to the calculated moisture content; (B-3) calculating the rigidity of the concrete member based on the derived moisture characteristic value; (B-4) deriving a water distribution inside the concrete member at a given fire progress time based on the calculated stiffness; (B-5) preparing a sorption isotherm which is a correlation between moisture content and humidity; And (b-6) converting the moisture distribution into a humidity distribution through the created sorption isotherm. Can be configured to perform (See Figure 5A)
Water diffusion analysis means for performing such a step, the water content calculation section for calculating the amount of water according to a given fire progress time; Moisture characteristic calculation section for estimating the moisture characteristic value of concrete member material with respect to the estimated moisture content; Member stiffness calculation section for estimating the stiffness of concrete members based on the calculated moisture characteristics; A water distribution deriving unit for deriving a water distribution inside the concrete member at a given fire progress time based on the calculated stiffness; A sorption isotherm preparation section for preparing a sorption isotherm which shows a correlation between moisture content and humidity based on the estimated moisture content; And a humidity distribution conversion unit for converting a moisture distribution into a humidity distribution based on the created sorption isotherm.
즉, 상기 수분확산 해석수단(220)은 고온 하에서 시간에 따라 변화하는 고강도 콘크리트의 수분확산계수, 표면계수와 같은 수분특성치를 산정하며, 화재 발생 이후 시간이 경과함에 따라 기둥 부재 내부의 수분량 변화상황을 산정하는 것이다. 또한, 수착등온선을 구성하여 콘크리트 내부의 수분량을 습도량으로 변화시킬 수 있다.That is, the water diffusion analyzing means 220 calculates the water characteristic values such as the water diffusion coefficient and surface coefficient of the high-strength concrete that changes with time under high temperature, and changes in the amount of water inside the pillar member as time passes after the fire occurs. Will be calculated. In addition, the sorption isotherm can be configured to change the amount of moisture in the concrete into the amount of humidity.
상기 콘크리트 부재 구성재료의 수분특성치는 이하에서 예시된 산정공식들에 의해 수분확산계수, 표면계수로 구분하여 도출되도록 구성할 수 있다.Moisture characteristic value of the concrete member constituent material can be configured to be derived by dividing the water diffusion coefficient, surface coefficient by the formulas illustrated below.
※ 수분확산계수 산정공식※ Calculation formula for water diffusion coefficient
D : 수분확산계수D: water diffusion coefficient
- 수분확산계수는 온도와 습도의 함수이며, 습도와 수분확산계수와의 관계 및 온도와 수분확산계수와의 관계에 대한 그래프는 도 5b에 도시하였다.The moisture diffusion coefficient is a function of temperature and humidity, and a graph of the relationship between the humidity and the water diffusion coefficient and the relationship between the temperature and the water diffusion coefficient is shown in FIG. 5b.
※ 표면계수 산정공식※ Surface coefficient calculation formula
- 콘크리트 표면에서의 수분의 발산에 관한 문제를 해결하기 위하여 경계조 건을 설정해 주어야 한다.-Boundary conditions should be established to solve the problem of the release of moisture from the concrete surface.
- 콘크리트 부재 표면에서의 수분에 관한 경계조건 설정을 위해서는 콘크리트 표면의 습도와 외기의 습도 사이의 관계를 설정하여야 하며, 아래와 같은 경계조건을 정의할 수 있다.-In order to set the boundary condition regarding the moisture on the surface of the concrete member, the relationship between the humidity of the concrete surface and the humidity of the outside air must be set, and the following boundary conditions can be defined.
- 상기 경계조건으로부터 아래와 같은 표면계수 산정공식을 도출할 수 있으며, 산정된 표면계수로부터 수분발산량을 확인할 수 있다.-The following surface coefficient calculation formula can be derived from the boundary condition, and the amount of water dissipation can be confirmed from the calculated surface coefficient.
- 표면계수 산정공식(고강도 콘크리트에 적용하기 위한 변경식)-Surface coefficient calculation formula (modification formula for high strength concrete)
W/B : 물바인더비W / B: Water Binder derby
또한, 상기 수분확산 해석은 수분확산 평형방정식에 의해 도출하도록 구성할 수 있으며, 다음과 같은 수분확산 평형방정식을 활용할 수 있다.In addition, the water diffusion analysis can be configured to derive by the water diffusion equilibrium equation, it is possible to utilize the following water diffusion equilibrium equation.
※ 수분확산 평형방정식※ Water diffusion equilibrium equation
H : 공극의 상대습도H: relative humidity of voids
D : 수분확산계수D: water diffusion coefficient
한편, 수분확산해석을 수행하면 시간에 따른 각 위치에서의 함수량(moisture content)이 계산되며 이를 상대습도(relative humidity)로 환산하여야 한다. 콘크리트 내부에서 함수량의 변화는 주변의 상대습도에 의해 좌우된다. 온도가 일정할 때 콘크리트 내부에 존재하는 수분의 양은 주변의 상대습도와 평형을 이루게 되는데 이때의 함수량과 상대습도의 관계를 수착등온선(sorption isotherm)이라 한다. 콘크리트 내부의 수분함유량과 콘크리트 내부의 상대습도는 다음과 같은 관계식으로 나타낼 수 있다.On the other hand, when the water diffusion analysis is performed, the moisture content at each position is calculated over time, and it should be converted into relative humidity. The change in water content inside the concrete depends on the relative humidity of the surroundings. When the temperature is constant, the amount of water in the concrete is in equilibrium with the relative humidity of the surroundings. The relationship between the water content and the relative humidity at this time is called a sorption isotherm. The moisture content in the concrete and the relative humidity in the concrete can be expressed by the following equation.
Hmc : 콘크리트 내부의 수분함유량(%)Hmc: Water content in concrete (%)
H : 콘크리트 내부의 상대습도(%)H: Relative humidity in concrete (%)
수분확산 해석을 통하여 구한 함수량을 상기식에 의하여 상대습도의 값으로 변환한 다음 다시 이 값으로부터 수축변형률을 계산하는 것은 다음 식에 의하여 수행하게 된다.The water content obtained through the water diffusion analysis is converted into the relative humidity value according to the above equation, and then the shrinkage strain is calculated from this value by the following equation.
상기 내화특성 평가수단은, 화재진행시간을 설정하는 (c-1)단계; 상기 열전달 해석수단 및 수분확산 해석수단에서 도출된 데이터에 따라 증기압을 산정하여 시간의존 하중을 산정하는 (c-2)단계; 콘크리트와 철근의 온도변화에 따른 강도와 탄성계수의 변화를 고려하여 콘크리트 부재의 강성을 산정하는 (c-3)단계; 산정된 시간의존 하중과 강성에 기초하여 주어진 화재진행시간에서의 부재내력을 산정하는 (c-4)단계; 산정된 부재내력을 콘크리트 인장강도와 비교하여 폭렬발생 여부를 파악하는 (c-5)단계; 산정된 부재내력으로부터 부재의 처짐량을 산정하는 (c-6)단계; 산정된 처짐량을 콘크리트 부재의 최대 허용처짐량과 비교하는 (c-7)단계; 산정된 처짐량이 허용처짐량을 초과하면 최종 내화시간을 도출해내고, 산정된 처짐량이 허용처짐량을 초과하지 않으면 화재진행시간을 증분하여, 산정된 처짐량이 허용처짐량을 초과할 때가지 상기 열량 산정수단과 습도량 산정수단을 거쳐 상기 (c-2)단계 내지 (c-7)단계를 반복하도록 구성 산정하는 (c-8)단계; 를 차례로 수행도록 구성할 수 있으며, 상기 (c-2)단계는, 콘크리트 부재에 축력이 작용하는 경우에 정상상태 및 비정상상태 크리프 하중량을 더 산정하여 시간의존 하중에 반영하고, 상기 (c-4)단계는, 상기 시간의존 하중을 반영하여 부재내력을 구하도록 구성할 수 있다. (도 6 참조)
상기와 같은 단계적인 수행을 위해 내화특성 평가수단은, 화재진행시간을 설정하는 시간설정부문; 상기 열전달 해석수단 및 수분확산 해석수단에서 도출된 데이터에 따라 증기압을 산정하여 시간의존 하중을 산정하는 시간의존하중산정부문; 콘크리트와 철근의 온도변화에 따른 강도와 탄성계수의 변화를 고려하여 콘크리트 부재의 강성을 산정하는 부재강성산정부문; 산정된 시간의존 하중과 강성에 기초하여 주어진 화재진행시간에서의 부재내력을 산정하는 부재내력산정부문; 산정된 부재내력과 콘크리트 인장강도를 비교하여 콘크리트 부재의 폭렬발생 여부를 검토하는 폭렬발생검토부문; 산정된 부재내력으로부터 부재의 처짐량을 산정하는 부재처짐량산정부문; 산정된 처짐량을 콘크리트 부재의 최대 허용처짐량과 비교하여 산정된 처짐량이 허용처짐량을 초과하는지를 판단하는 처짐량검토부문; 및, 산정된 처짐량이 허용처짐량을 초과하는 경우에 시간설정부문에서 설정된 화재진행시간으로 최종 내화시간을 도출하는 내화시간도출부문;으로 구성될 수 있다.
즉, 상기 내화성능 평가수단(230)은 고온 하에서 시간에 따라 변화하는 고강도 콘크리트의 강도, 탄성계수와 같은 역학적 특성치를 산정하여 화재 발생 이후 시간이 경과함에 따라 콘크리트 부재의 폭렬발생여부의 판정과 처짐량을 산정하는 것이다.The fire resistance characteristic evaluating means includes setting a fire progress time (c-1); (C-2) calculating a time dependent load by estimating vapor pressure according to the data derived from the heat transfer analyzing means and the water diffusion analyzing means; (C-3) calculating the stiffness of the concrete member in consideration of the change in strength and elastic modulus according to the temperature change of the concrete and the rebar; (C-4) calculating a member strength at a given fire progress time based on the calculated time-dependent load and stiffness; (C-5) comparing the calculated member strength with the concrete tensile strength to determine whether the explosion occurs; (C-6) calculating an amount of deflection of the member from the calculated member strength; (C-7) comparing the calculated deflection amount with the maximum allowable deflection amount of the concrete member; If the calculated deflection exceeds the allowable deflection, the final fireproof time is derived. If the calculated deflection does not exceed the allowable deflection, the fire progress time is incremented, and the calorie calculation means and humidity until the calculated deflection exceeds the allowable deflection. (C-8) calculating the configuration to repeat the steps (c-2) to (c-7) through the amount estimating means; It can be configured to perform in sequence, the step (c-2), when the axial force acts on the concrete member to further calculate the weight of the steady state and unsteady state creep reflected in the time-dependent load, the (c- Step 4) may be configured to obtain the member strength by reflecting the time-dependent load. (See Figure 6)
Fire performance characteristics evaluation means for performing such a step, the time setting section for setting the fire progress time; A time dependent load calculation section for calculating a time dependent load by calculating a vapor pressure according to the data derived from the heat transfer analyzing means and the water diffusion analyzing means; Member stiffness calculation section for estimating the stiffness of concrete member considering the change of strength and elastic modulus according to temperature change of concrete and rebar; A member strength calculation section for estimating member strength at a given fire progress time based on the calculated time dependent load and stiffness; A explosion occurrence review section for examining whether or not the explosion occurred in a concrete member by comparing the calculated member strength and the tensile strength of the concrete; A member deflection amount estimating section for estimating the amount of deflection of the member from the calculated member strength; A deflection amount review section for judging whether the calculated deflection amount exceeds the allowable deflection amount by comparing the calculated deflection amount with the maximum allowable deflection amount of the concrete member; And a fireproof time deriving section for deriving a final fireproof time with a fire progress time set in the time setting section when the calculated amount of deflection exceeds an allowable amount of deflection.
That is, the fire resistance evaluation means 230 calculates mechanical characteristics such as strength and elastic modulus of the high strength concrete that changes with time at high temperature to determine whether or not the explosion of the concrete member occurs as time passes after the fire occurs. To calculate
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상기 부재내력은 열팽창 변형률, 수분이동 변형률, 증기압 변형률, 크리프 변형률, 비탄성 변형률로 세분하여 도출되도록 구성할 수 있으며, 상기 부재내력은 하기 산정공식들에 의해 도출할 수 있다.The member strength can be configured to be subdivided into thermal expansion strain, water movement strain, vapor pressure strain, creep strain, and inelastic strain, and the member strength can be derived by the following formulas.
※ 열팽창 변형률 산정공식※ Calculation formula for thermal expansion strain
εT : 열팽창 변형률ε T : thermal expansion strain
※ 수분이동 변형률 산정공식※ Calculation formula for moisture transfer strain
εH : 수분이동 변형률ε H : moisture transfer strain
※ 증기압 변형률 산정공식※ Calculation formula for steam pressure strain
εV, max : 최대 증기압 변형률ε V, max : maximum vapor pressure strain
fck : 콘크리트 압축강도f ck : concrete compressive strength
App : PP섬유 혼입량A pp : PP fiber mixing amount
lpp : PP섬유 길이l pp PP fiber length
※ 크리프 변형률 산정공식※ Formula for calculating creep strain
- 정상상태 크리프-Steady state creep
εsc : 온도변화에 따른 정상상태의 크리프 변형률ε sc : Creep strain in steady state with temperature
εsc20 : 20℃에서 정상상태의 크리프 변형률ε sc20 : Creep strain at steady state at 20 ℃
- 비정상상태 크리프Abnormal Creep
※ 비탄성 변형률 산정공식※ Formula for calculating inelastic strain
εtot : 비탄성 변형률ε tot : inelastic strain
εth : 열변형ε th : heat deformation
εσ : 탄소성변형ε σ : elastic deformation
εcr : 크리프변형εcr Creep deformation
또한, 온도변화에 따른 콘크리트의 강도는 압축강도, 탄성계수 및 인장강도로 세분하고, 온도변화에 따른 철근의 강도는 항복강도와 탄성계수로 세분하여 도출되도록 구성할 수 있으며, 이러한 결과치는 하기 산정공식들에 의해 도출할 수 있다.In addition, the strength of concrete according to the temperature change can be subdivided into compressive strength, elastic modulus and tensile strength, and the strength of reinforcing bar is subdivided into yield strength and elastic modulus according to the temperature change. Can be derived from the formulas.
※ 콘크리트 압축강도 산정공식※ Formula for calculating the compressive strength of concrete
※ 콘크리트 탄성계수 산정공식※ Formula for calculating elastic modulus of concrete
※ 콘크리트 인장강도 산정공식※ Formula for calculating the tensile strength of concrete
※ 철근 항복강도※ Reinforcement yield strength
※ 철근 탄성계수※ Elastic modulus of rebar
상기 출력부(300)는 상기 중앙처리부(200)에 의해 산출된 정보를 저장하고 출력하는 구성요소이다.The
상기 중앙처리부(200)에 의해 산출된 정보들을 컴퓨터 하드디스크, 데이터베이스, 휴대용 저장장치, CD, DVD와 같은 기록매체에 저장할 수 있으며, 고강도 콘크리트 부재의 내화성능 평가 결과를 출력하여 시간에 따른 폭렬진행상황 및 처짐량의 변화와 최종적인 내화성능의 결과를 볼 수 있다.The information calculated by the
도 7은 본 발명을 활용한 고강도 콘크리트 부재의 내화성능 평가방법을 단계별로 도시한 것이다. 고강도 콘크리트 부재의 내화성능 평가방법은 상기 입력부(100)에 기본 데이터를 입력하는 입력단계(S1); 상기 중앙처리부(200)에서 고온 하에서 재료의 열특성치와 수분특성치에 따른 온도와 습도의 분포를 파악하는 열전달 해석단계와 수분확산 해석단계, 사용재료인 콘크리트와 철근의 온도변화에 따른 강도와 탄성계수의 변화를 고려하여 폭렬발생여부의 파악과 처짐량을 산정하는 내화특성 평가단계를 바탕으로 상기 입력부(100)를 통해 입력받은 데이터와 연산을 수행하여 내화성능을 산정하는 단계(S2); 상기 출력부(300)에서 산출된 정보를 저장하는 정보저장단계(S3); 상기 출력부(300)를 통해 상기 내화성능 산정결과를 출력하는 출력단계(S4); 로 정리할 수 있다.Figure 7 shows step by step how to evaluate the fire resistance of the high-strength concrete member using the present invention. Fire resistance performance evaluation method of the high-strength concrete member input step (S1) for inputting the basic data to the
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명은, 초고층 건축물의 건설 및 사용에 있어서 화재와 같은 불의의 사고 발생에 대한 성능평가를 사전에 실시하여, 이에 대한 대책을 수립할 수 있도록 함으로써 인명과 재산의 손실을 최소화할 수 있는 장점을 가지고 있다.As described above, the present invention, in the construction and use of high-rise building, performs a performance evaluation for the occurrence of an accident such as a fire in advance, so that it is possible to establish a countermeasure against loss of human life and property. It has the advantage of minimizing.
도 1은 폭렬현상에 대한 개념도 및 일반콘크리트 부재와 고강도 콘크리트 부재의 폭렬비교 사진이다.1 is a conceptual view of the explosion phenomenon and a photograph of the comparison of the explosion of the general concrete member and high-strength concrete member.
도 2는 본 발명에 따른 고강도 콘크리트 부재의 내화성능 평가 시스템 구성도이다.2 is a configuration diagram of the evaluation system of fire resistance performance of a high-strength concrete member according to the present invention.
도 3a는 화재성상 데이터의 입력화면 예시도이다.3A is an exemplary view illustrating an input screen of fire property data.
도 3b는 콘크리트 배합조건 입력화면 예시도이다.Figure 3b is an exemplary view of the concrete mixing condition input screen.
도 4a는 열전달 해석수단의 구조도이다.4A is a structural diagram of a heat transfer analyzing means.
도 4b는 콘크리트 강도에 따른 열전도율 변화 그래프이다.Figure 4b is a graph of the thermal conductivity change according to the concrete strength.
도 5a는 수분확산 해석수단의 구조도이다.5A is a structural diagram of a water diffusion analyzing means.
도 5b는 습도와 수분확산계수와의 관계 및 온도와 수분확산계수와의 관계에 대한 그래프이다. 5B is a graph showing a relationship between humidity and a water diffusion coefficient and a relationship between temperature and a water diffusion coefficient.
도 6은 내화특성 평가수단의 구조도이다.6 is a structural diagram of a fire resistance evaluation means.
도 7은 본 발명을 활용한 고강도 콘크리트 부재의 내화성능 평가방법을 단계별로 도시한 것이다.Figure 7 shows step by step how to evaluate the fire resistance of the high-strength concrete member using the present invention.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>
100 : 입력부 200 : 중앙처리부100
210 : 열전달 해석수단 220 : 수분확산 해석수단210: heat transfer analysis means 220: moisture diffusion analysis means
230 : 내화특성 평가수단 300 : 출력부230: evaluation of the fire resistance characteristics 300: output unit
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