KR20030033108A - Method for demonstrating the supporting stability of supporting systems under fire load - Google Patents
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Abstract
Description
정역학적인 하중을 받는 건축물은 구조상, 화재가 발생할 때 나타나는 온도 부하의 상승과 같이 부정적인 환경의 영향을 적어도 몇 시간 이상 견딜 수 있도록설계되는 것이 일반적이다.Buildings subjected to static loads are generally designed to withstand adverse environmental effects for at least several hours, such as the rise in temperature loads that occur when a fire occurs.
이를 위해 예를 들어, 터널링 부재(tunnelling element) 표면을 단열 매트(heat insulating mat)로 라이닝(lining)함으로써, 화재 때에 터널 암상(tunnel sheet)의 가열을 지연시킬 수 있게 된다.To this end, for example, by lining the surface of the tunneling element with a heat insulating mat, it is possible to delay the heating of the tunnel sheet in the event of a fire.
최근에 발생한 터널 화재들의 피해를 보여주는 영상들을 통해, 비강화형 콘크리트 뿐만 아니라 강화형 콘크리트 지지 구조체(reinforced concrete supporting framework) 역시 화재의 영향을 막기 위해 지지 예비물(supporting reserves)을 구비하고 있음이 밝혀졌다. 그러나 토압(soil pressure) 및 다른 하중들에 대한 증명과 동일한 원리를 토대로 하여 이러한 지지 예비물을 증명하기 위한 적절한 계산 방법은 지금까지는 알려져 있지 않다.Recent images of damage from tunnel fires have shown that not only reinforced concrete but also reinforced concrete supporting frameworks have supporting reserves to prevent the effects of fire. . However, a suitable calculation method for demonstrating such a support reserve on the basis of the same principle as the demonstration of oil pressure and other loads is not known until now.
그러나 국가 당국이 인가 절차를 진행하는 중에 이러한 증명 제시를 수차례 요구하기 때문에, 본 발명의 목적은 계산 방법을 개발하여 복잡한 수치 계산 방법을 사용하지 않고도 계산할 수 있고, 화재가 일어나고 있는 동안 및 화재 후 정역학적으로 하중을 받는 콘크리트 건축물의 지지 안정성을 증명할 수 있도록 하는 데 있다.However, because the national authorities require several times to present such proof during the accreditation process, the object of the present invention is to develop a calculation method that can be calculated without the use of complex numerical methods, during and after a fire. It is to be able to prove the supporting stability of hydrostatically loaded concrete structures.
이와 함께 화재 하중을 받고 있는 콘크리트 건축물이 붕괴되기 전에 얼마나 오랫동안 안정성을 유지할 수 있는지에 대한 정보를 제공하는 신빙성 있는 정보원(information source)을 마련할 것이다. 화재의 발생부터 위험에 처한 사람들의 대피(evacuation)에 이르기까지 얼마나 시간이 있는지, 또는 소방대원들의 화재 장소 진입이 언제부터 더 이상 불가능한지를 알기 위해서 이러한 정보는 중요하다.In addition, a reliable information source will be provided that provides information on how long the concrete under fire load can remain stable before it collapses. This information is important to know how much time there is from the outbreak of fire to evacuation of people at risk or when it is no longer possible for firefighters to enter the fire site.
이러한 문제는 원칙적으로 정역학적 하중을 받는 모든 건축물에 해당된다. 그러나 본 발명에서는 특히 터널에서 발생하는 화재의 문제를 본보기로 다룰 것이다. 터널 암상이 함몰되면 건설된 표면까지 무너질 수 있는 도시 구역 내의 터널 설비에 있어서는 이러한 지지 안정성 증명이 특히 중요하다. 터널의 천장 및 지면 사이의 간격이 단지 몇 미터, 약 7 내지 15미터에 불과하다는 것을 알면, 이러한 문제를 더욱 명백하게 알 수 있다.This problem in principle applies to all buildings subjected to hydrostatic loads. However, the present invention will specifically address the problem of fire occurring in tunnels. This proof of support stability is particularly important for tunnel installations in urban areas where tunnel rock can collapse to the constructed surface. This problem is more clearly seen by knowing that the distance between the ceiling and the ground of the tunnel is only a few meters, about 7 to 15 meters.
화재 하중 및 화재 하중이 지지 구조에 미치는 영향을 고려하기 위해, 분석의 단계를 다음의 중요한 세 부분으로 나눌 수 있다.To consider the fire load and its effect on the supporting structure, the steps of analysis can be divided into three important parts:
- 화재 하중의 정의-Definition of fire load
- 부품의 온도 기울기(temperature gradient) 계산Calculate the temperature gradient of the part
- 건축물의 지지 안정성 증명-Proof of support stability of buildings
화재 하중을 정의하기 위해, 사전 정의된 화재 추이 또는 각각의 경우마다 특별하게 계산된 화재 하중 곡선(fire load curve) 중 하나를 동원할 수 있다. 이러한 경우에는 교통 또는 운송되는 화물의 종류가 고려된다. 이러한 화재 하중 곡선은 시간에 따른 온도 추이를 결정한다.To define the fire load, one can employ either a predefined fire trend or a fire load curve that is specifically calculated in each case. In such cases, the type of cargo being transported or transported is considered. This fire load curve determines the temperature trend over time.
화재 하중이 이처럼 사전에 정해진 경우에는 미분방정식(differential equation)을 풀어서, 시간에 따른 부품의 온도 기울기를 산출할 수 있다. 이 경우에도 이러한 열전도 문제를 해결하기 위한 계산 프로그램이 제공된다.If the fire load is so pre-determined, the differential equation can be solved to calculate the temperature gradient of the part over time. In this case, a calculation program is provided to solve this thermal conduction problem.
사하중(dead weight), 수하중(water load), 토압(pressure of earth) 및 동하중(working load)과 같은 소위 표준 하중의 경우에 해당하는 터널 암상의 상응하는 계산은 모든 구조 개발 초기에 제시되는 것이 보통이다. 이러한 계산은 대부분 선형 지지 정역학(linear staff statics)을 이용하여 이루어진다. 온도 하중의 증명도 마찬가지로 이러한 시스템에 따라 이루어진다.Corresponding calculations of tunnel rock for the so-called standard loads, such as dead weight, water load, pressure of earth and working load, are presented early in the development of all structures. is average. Most of these calculations are done using linear staff statics. The demonstration of temperature loads is likewise made according to this system.
철근 콘크리트 터널의 경우, 우선 부품의 재질 특성값은 온도의 영향하에서 확인할 수 있다. 또한 콘크리트뿐만 아니라 강(steel)의 경우에도 화재가 일어나는 동안의 특성 및 화재 후의 잔여 강도가 결정된다. 이에 대한 전제 조건으로, 내부 강화재(reinforcement)가 상응하게 보호되어야 한다. 열에 노출된 내부 철근이 과열로부터 보호되지 못한다면, 잔여 강도뿐만 아니라 지지 성능 역시 유지되지 못한다. 철근은 크기가 상응하게 큰 커버(cover)에 의해서만 보호될 수 있다. 이러한 경우 표피(skin)를 보강하거나 폴리프로필렌 섬유를 첨가함으로써 커버가 박리되는 것(flaking)을 방지하는 것은 대단히 중요하다.In the case of reinforced concrete tunnels, the material properties of the part can first be determined under the influence of temperature. In addition to concrete, as well as steel, the characteristics during the fire and the residual strength after the fire are determined. As a precondition for this, the internal reinforcement must be protected accordingly. If internal rebar exposed to heat is not protected from overheating, not only residual strength but also support performance is not maintained. The rebar can only be protected by a cover of relatively large size. In this case it is very important to prevent flaking of the cover by reinforcing the skin or adding polypropylene fibers.
매 시점(t)마다 온도 기울기를 통해 주어지는 횡단면의 온도(T)에 따라, 횡단면의 각 부위마다 서로 다른 재질의 특성이 생겨난다. 따라서 횡단면의 각 점마다 유효 탄성계수(D-Modul)는According to the temperature (T) of the cross section given through the temperature gradient at each time point (t), different material properties are generated for each part of the cross section. Therefore, the effective modulus of elasticity (D-Modul) at each point of the cross section is
Em = f (T(f(t)))Em = f (T (f (t)))
로 나타나는데, 탄성계수는 온도의 기능을 나타내고, 온도의 기능은 다시 시간의 기능을 나타낸다. 이것은 각각 유효 콘크리트 또는 강의 강도The modulus of elasticity represents the function of temperature, and the function of temperature again represents the function of time. This is the strength of the effective concrete or steel respectively
sigma,m = f (T(f(t)))sigma, m = f (T (f (t)))
의 경우에도 마찬가지이다.The same applies to the case.
횡단면에 걸쳐 계속 차이가 나는 이러한 재질 특성들은 이제 횡단면 높이 위로 통합되고, 그 결과 이 시점에 지배적인 온도 부하를 갖는 횡단면의 전체 특성이 생긴다.These material properties, which continue to differ across the cross section, are now integrated above the cross section height, resulting in the overall properties of the cross section with a dominant temperature load at this point.
사전 정의되는 한계 신장(limit extension) 상태에 대한 개별 횡단면 특성들은 컴퓨터 프로그램을 이용하여 통합되고, 각각 가능한 지지 하중(supporting load)이 산출된다. 덮개는 에지 신장(edge extension)의 변형을 통해 형성되고, 그 결과 지지 하중 곡선이 생겨난다.Individual cross-sectional properties for predefined limit extension states are integrated using a computer program, and each possible supporting load is calculated. The cover is formed through the deformation of the edge extension, resulting in a support load curve.
철근 콘트리트-지지 하중 곡선에서 흔히 있는 것처럼, 개별 횡단면의 지지 용량(supporting capacity)은 한계 신장의 정의에 좌우되고, 이때 특히 허용 콘크리트 압축(concrete compression)의 증대가 상당한 역할을 한다. 한계 신장의 정의는 특히 횡단면이 온도 부하를 받을 때 영향을 미친다.As is often the case in reinforced concrete-supported load curves, the supporting capacity of the individual cross sections depends on the definition of the limit elongation, in particular in which an increase in the allowable concrete compression plays a significant role. The definition of limit elongation affects especially when the cross section is subjected to temperature loads.
예상대로 온도 부하는 전체적으로 횡단면의 지지 성능을 축소시키고, 또 동시에 횡단면의 비대칭적인 지지 거동(supporting behaviour)을 보이는데, 이는 기하학적으로 대칭적인 횡단면들의 경우 재질 특성들 자체가 비대칭적이기 때문이다. 확인된 바와 같이, 최대로 허용되는 콘크리트 압축이 증가하면 횡단면의 지지 용량이 상당히 증대된다. 이는 에지들에서는 보다 높고 효과적인 콘크리트 장력(concrete tension)이 전혀 발생할 수 없지만, 약간 낮은 횡단면 내부 영역들에서는 해당 콘크리트 압축이 보다 높을 때, 보다 큰 하중 예비물이 실행될 수 있기 때문이다.As expected, the temperature loads reduce the overall cross-sectional support performance and at the same time show the asymmetric supporting behaviour of the cross section, because for geometrically symmetric cross sections the material properties themselves are asymmetric. As can be seen, the maximum allowable concrete compaction increases the support capacity of the cross section significantly. This is because no higher and effective concrete tension can occur at the edges at all, but in slightly lower cross-sectional areas, larger load reserves can be carried out when the concrete compression is higher.
횡단면의 지지 하중과 마찬가지로 온도 부하가 점차 커지면, 한편으로는 해당 탄성계수의 하강에 좌우되고 다른 한편으로는 온도에 의한 과부하 때문에 횡단면의 높이가 계속 축소됨으로써 생겨나는 횡단면의 강성(stiffness) 역시 약해진다. 이는 모든 횡단면 부분이 700℃의 온도 부하에서 없어지기 때문이다.As with the supporting load of the cross section, as the temperature load increases gradually, the stiffness of the cross section, which is caused by the continuous decrease of the height of the cross section due to the overload due to temperature, on the one hand, is also reduced. . This is because all cross-sectional parts disappear at a temperature load of 700 ° C.
지지 하중을 산출할 때와 마찬가지로, 횡단면 각각의 부위에서 각각 유효한 탄성 계수의 정의를 통해 전체 횡단면의 강성에 대한 몫을 산출하는 것은 바람직하다.As with the calculation of the supporting load, it is desirable to calculate the quotient for the stiffness of the entire cross section through the definition of the elastic modulus effective at each site of the cross section.
이미 언급한 것처럼, 이러한 방법의 경우 선형 지지 정역학으로 족할 것이다. 이것을 확실히 보장하기 위해, 횡단면의 온도 부하를 변경해야 한다.As already mentioned, this method will suffice for linear support statics. To ensure this, the temperature load in the cross section must be changed.
선형 지지 정역학에서는 온도 기울기의 선형 추이만 허용될 뿐이다. 확인된 바와 같이, 실제의 온도 기울기는 선형 추이와는 상당히 다르다. 이와 같이 에지 구역들은 대체로 온도 부하가 심하고, 계속 내부에 위치하는 횡단면 부분들 및 화재를 모면한 횡단면 부분은 대체로 거의 또는 전혀 온도의 부하를 받지 않는다.In linear support statics only linear trends of temperature gradients are allowed. As can be seen, the actual temperature gradient is quite different from the linear trend. As such, the edge zones are generally heavily loaded with temperature, and the cross-section portions that continue to be located inside and the cross-section portions that escape the fire are generally subjected to little or no temperature load.
이와 마찬가지로 축소된 재질 특성들은 온도 부하가 증대된 구역들에서만 중요할 뿐이고, 잔여 횡단면에는 여전히 원래의 재질 특성이 적용된다.Similarly, reduced material properties are only important in areas with increased temperature loads, and the original material properties still apply to the remaining cross sections.
지지 하중을 산출할 때와 비슷하게, 각각의 온도 부하 때마다 내부 응력 상태를 규정할 수 있는데, 응력 상태는 각 부위에서 한편으로는 각각 지배적인 온도 및 이와 함께 발생하는 신장에 의해 결정된다. 다른 한편으로는 각 점마다 재료 특성이 온도에 따라 규정될 수 있는데, 이로써 전체 부하를 소정의 온도 기울기로부터 산출해낼 수 있다.Similar to the calculation of the supporting load, the internal stress state can be defined for each temperature load, which is determined by the temperature prevailing and the dominant temperature on the one hand at each site, respectively. On the other hand, at each point the material properties can be defined according to the temperature, so that the total load can be calculated from a predetermined temperature gradient.
이러한 내부 절단력(cutting force)은 다음 단계에서 각각 다시 등가의 외부 온도 부하로 환산될 수 있는데, 이러한 외부 온도 부하 때문에 응력 상태는 동일하지 않지만 내부 단면 크기는 똑같아진다.These internal cutting forces can be converted back to equivalent external temperature loads in the next step, respectively, because of these external temperature loads the stress states are not the same but the internal cross section sizes are the same.
이처럼 온도 부하의 크기가 동일해짐으로써 단면 크기는 선형 지지 정역학을 이용하여 산출될 수 있고, 굽힘 모멘트(bending moment) 및 수직력(normal force)을 근거로 한 선형 지지 정역학의 결과들은 지지 하중 곡선과 분명히 구분된다.As such the magnitude of the temperature load is equal, the cross-sectional size can be calculated using linear support statics, and the results of the linear support statics based on bending moments and normal forces clearly show the support load curves. Are distinguished.
앞에 열거된 계산 단계로 지지 하중 증명을 수행할 모든 전제조건들이 마련된다. 등가의 온도 부하가 그렇지 않아도 작용하는 하중에 추가되고, 선형 지지 정역학을 이용하여 단면 크기가 산출된다. 이러한 단면 크기들의 상호 작용은 각각의 횡단면의 지지 하중 곡선과 분명히 구분되고, 이로써 지지 안정성이 입증된다.All the prerequisites for carrying out the supporting load proof are prepared with the calculation steps listed above. Equivalent temperature loads are added to the working loads even if they are not, and the cross-sectional size is calculated using linear support statics. The interaction of these cross-sectional sizes is clearly distinguished from the support load curve of each cross section, thereby demonstrating the support stability.
입증된 시스템이 화재 후에도 상응하는 재건 조치들이 취해질 때까지 여전히 소정의 안정성을 그대로 유지해야 한다면, 화재 후의 지지 안정성 역시 입증되어야 한다.If the proven system is still required to remain stable after the fire until the corresponding reconstruction measures are taken, the supporting stability after the fire should also be demonstrated.
화재 하중에 의해 상응하게 축소된 재질 특성들의 경우, 이것은 콘크리트뿐만 아니라 강의 경우에도 이루어져야 한다. 이것은 필요한 철근을 고정시킬 때, 우선 화재 하중은 없지만 강성 비율이 변한 구조에서 단면 크기를 산출할 수 있을 정도로 고려되어야 한다. 그런 다음에야 축소된 재질 특성들로 측정을 입증하게 되는데, 이때 필요한 안정성 계수가 설정되어야 한다.In the case of material properties correspondingly reduced by fire load, this should be done in the case of steel as well as concrete. This should be taken into account when securing the required rebars, first of all to allow the section size to be calculated in structures with no fire load but varying stiffness ratios. Only then can the measurement be verified with reduced material properties, where the required stability factor must be set.
본 발명은 하기에서 첨부된 도면을 참고하고 실시예에 의거하여 상세히 설명된다.The invention is described in detail with reference to the accompanying drawings in the following, on the basis of examples.
도 1은 시간이 감에 따라 부품의 횡단면에서 나타나는 온도 추이를 보여주는 도표이다.1 is a chart showing temperature trends in the cross section of a part over time.
도 2는 화재가 시작될 때 터널 횡단면에서 나타나는 절단력(cutting force)의 추이를 개략적으로 보여주는 도면이다.FIG. 2 is a diagram schematically showing the transition of cutting forces appearing in the tunnel cross section when a fire is started.
도 3은 화재 발생 후 180분이 지난 상태에서 도 2의 도면을 보여주는 도표이다.3 is a diagram showing the diagram of FIG. 2 after 180 minutes have elapsed after a fire has occurred.
도 4는 굽힘 모멘트(bending moment)가 수직력(normal force) 위에 가해지는 것을 보여주는 도표이다.FIG. 4 is a diagram showing that a bending moment is applied above normal force. FIG.
도 5는 본 발명에 의한 방법의 진행을 보여주는 시스템도이다.5 is a system diagram showing the progress of the method according to the invention.
탄성 삽입된 일반적인 터널 횡단면이 제시되는데, 횡단면의 크기는 다음과 같다.A general tunnel cross section with elastic insertion is shown, the size of which is as follows.
내부 암상(sheet) 횡단면 = 40 ㎝Internal sheet cross section = 40 cm
철근 내부, 외부 = 5 ㎠/mRebar inside, outside = 5 ㎠ / m
콘크리트 품질 B300Concrete quality B300
강 품질 ST 55Steel quality ST 55
밸러스트 계수(ballast modulus) 100,000 kN/㎡Ballast modulus 100,000 kN / ㎡
내부 직경 약 6 m6 m inside diameter
중첩(superposition) = 10 m 경토(light soil)Superposition = 10 m light soil
수위(water level) GOK 하에서 2 m2 m under water level GOK
콘크리트 커버(concrete cover) 외부 = 5 ㎝Outside the concrete cover = 5 cm
콘크리트 커버 내부 = 10 ㎝Inside concrete cover = 10 cm
보호 철근 내부, d = 3 ㎝(온도의 영향을 받을 때 박리되는 것을 제한하기 위해 사용됨)Inside protective rebar, d = 3 cm (used to limit peeling under the influence of temperature)
화재 하중은 터널 횡단면 주위에 항상 설정된다. 화재가 지속되는 시간이 길어질수록 온도 부하는 횡단면 내에 더욱 깊숙히 스며든다.Fire loads are always established around the tunnel cross section. The longer the duration of the fire, the deeper the temperature load penetrates into the cross section.
도 1은 가령 터널벽과 같은 부품에서 시간 경과에 따라 나타나는 온도 추이를 도시한다. 노출된 표면으로부터의 거리가 수평축 상에 센티미터로 제시된다.수직축 상에는 섭씨 온도가 제시되고, 개별 곡선들은 노출이 시작된 지 3분, 6분, 9분, 30분, 60분, 120분 내지 180분 후의 온도 추이를 가리킨다.1 shows temperature trends over time in parts such as tunnel walls, for example. The distance from the exposed surface is presented in centimeters on the horizontal axis. The degrees Celsius is shown on the vertical axis, and the individual curves are 3 minutes, 6 minutes, 9 minutes, 30 minutes, 60 minutes, 120 minutes to 180 minutes since the exposure began. Indicates a later temperature change.
사하중, 토압 및 수하중과 같은 하중 유형들로부터, 최소 철근이 내장된 단면 크기들이 생겨난다. 도 2는 시점이 t=0일 때, 즉 화재에 의해 야기되는 부하가 시작되기 전에 터널 프로필에서 이루어지는 절단력 추이를 도시한다.From load types such as dead load, earth pressure and water load, cross-sectional sizes with minimum reinforcement are created. 2 shows the cutting force trend in the tunnel profile at time t = 0, ie before the load caused by the fire begins.
도 3의 유사 도표에서는 화재 발생부터 180분 후의 절단력을 도시하는데, 이때 단면 크기들은 온도 부하 때문에 겹치게 된다.The similar diagram in FIG. 3 shows the cutting force 180 minutes after the fire, with the cross sectional sizes overlapping due to the temperature load.
각기 다른 시점들(t)을 두루 계산한 후 시스템에서 수직력의 지속적인 증가를 예상할 수 있지만, 수직력은 화재 지속 시간이 길어지면서 약해지고 밸러스트(ballast)의 강성에 좌우된다.It is possible to anticipate a continuous increase in vertical force in the system after calculating different time points t, but the vertical force weakens with longer fire durations and depends on the stiffness of the ballast.
이와는 반대로 모멘트(moment) 부하는 우선 횡단면에서 엄청나게 상승하고 최대치에 도달한 후 다시 상응하게 급격히 하강한다. 이것은 화재 시작 때 내적 부하가 온도 기울기에 의해 대단히 편심 작용하지만, 어느 정도 화재가 지속된 후에는 온도 부하가 여전히 증가하긴 하지만 편심 작용은 상당히 줄기 때문이다.In contrast, the moment load first rises tremendously in the cross section, and then drops correspondingly sharply again after reaching a maximum. This is because the internal load at the start of the fire is very eccentric due to the temperature gradient, but after some degree of fire, the temperature load is still increasing but the eccentricity is quite low.
지지 안정성은 해당 지지 하중 곡선으로 입증된다. 제시된 예에서는 횡단면이 또한 180분간의 화재 부하 후에도 여전히 1 이상(>1)의 지지 안정성을 구비한다는 것을 보여준다.Support stability is demonstrated by the corresponding support load curve. The example presented shows that the cross section also still has a support stability of at least one (> 1) after 180 minutes of fire load.
도 4는 수평축에서 수직력이 kN으로 가해지고, 수직축에서는 굽힘 모멘트가 kNm으로 가해지는 도표를 도시한다.4 shows a diagram in which the vertical force is applied at kN on the horizontal axis and the bending moment is applied at kNm on the vertical axis.
이로써 추가 조치 없이 1 이상의 안정성을 지닌 횡단면의 안정성이 화재 중에도 보장된다는 점을 입증할 수 있다.This demonstrates that, in the event of a fire, the stability of cross sections with at least one stability without further action is ensured.
제시된 단계들에 추가하여 고려해야 할 점은, 계산을 진행하는 중에 온도 부하가 700℃ 이상인 횡단면 부위들이 배제된다는 것이다. 이것은 규정된 재질 특성들에 상응한다.In addition to the steps presented, it is necessary to exclude cross-sectional areas where the temperature load is 700 ° C or higher during the calculation. This corresponds to the specified material properties.
본 발명에 따른 계산 모델은 복잡한 수치들을 사용하지 않고도, 기본적인 재질의 강도(strength of materials) 및 철근 콘크리트 구조를 토대로 하고 선형 지지 정역학을 이용하여 화재 하중을 받고 있는 지지 시스템의 지지 안정성을 입증할 수 있다.The computational model according to the present invention is based on the strength of materials and reinforced concrete structures without the use of complex figures, and can be used to demonstrate the support stability of a support system under fire load using linear support statics. have.
도 5의 시스템도는 본 발명에 의한 모델의 계산 과정을 도시한다. 단계 1에서 화재 하중을 정의하는 것으로부터 시작하여, 단계 2에서는 횡단면의 온도 부하를 계산하고, 단계 3에서는 시간 단계(ti)의 계산을 수행한다. 그 다음에 단계 4에서는 모든 시간 단계들을 계산하는데, 이는 단계 5에서 화재 후의 상태를 규정할 수 있기 위해서이다. 이로부터 단계 6에서는 구조에 대한 요구들이 파생될 수 있다.The system diagram of Fig. 5 shows the calculation process of the model according to the invention. Beginning with defining the fire load in step 1, the temperature load in the cross section is calculated in step 2, and in step 3 the calculation of the time step ti is carried out. Step 4 then calculates all time steps, in order to be able to define the state after the fire in step 5. From this, in step 6 the requirements for the structure can be derived.
세부적으로 볼 때 단계 3은 하부 프로그램으로 볼 수 있는데, 우선 루프(loop)의 단계 31에서는 시스템의 강성이, 단계 32에서는 온도 및 등가 하중(equivalent load)이 결정된다. 이로부터 단계 33에서는 지지 응력의 계산이 이루어지고, 단계 34에서는 부품들의 측정이 이루어지며, 단계 35에서는 지지 성능이 입증되었는지를 테스트한다. 입증된 경우에는 프로그램이 되돌아가고, 입증되지 않은 경우에는 단계 31로 돌아간다.In detail, step 3 can be viewed as a subprogram, where the stiffness of the system is determined in step 31 of the loop, and the temperature and equivalent load in step 32. This results in the calculation of the support stress in step 33, the measurement of the components in step 34 and the test of the support performance in step 35. If verified, the program returns, and if not verified, step 31 returns.
이러한 계산 모델의 경우, 설계시 대부분 제외되는 지지 하중 계산 단계를 힘들이지 않고 포함시킬 수 있고, 단열과 같은 조치들 및 다른 구조적 조치들의 영향을 조사할 수 있다. 이로써 이러한 조치들의 순전히 경험적인 배열을 생략할 수 있다. 또한 매트 및 플라스터(plaster) 또는 보호 콘크리트 형태의 단열재들의 원칙적 배열에 대한 대안으로, 보강된 철근 콘크리트 지지 구조의 원칙만을 다시 고수하는 방안이 제시될 수 있다.For these calculation models, the support load calculation step, which is largely excluded in the design, can be included effortlessly and the effects of measures such as insulation and other structural measures can be investigated. This eliminates the purely empirical arrangement of these measures. Also, as an alternative to the principle arrangement of insulation in the form of mats and plaster or protective concrete, a scheme can be proposed to adhere only to the principles of reinforced reinforced concrete support structures.
본 발명은 계산 방법을 개발하여 복잡한 수치 계산 방법을 사용하지 않고도 계산할 수 있고, 화재가 일어나고 있는 동안 및 화재 후 정역학적으로 하중을 받는 콘크리트 건축물의 지지 안정성을 증명할 수 있는 효과가 있다.The present invention can be calculated without the use of complex numerical calculation methods by developing a calculation method, and has the effect of demonstrating the support stability of a statically loaded concrete building during and after a fire.
Claims (4)
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