표제지
목차
논문개요 11
제1장 서론 14
1.1. 연구 배경 및 목적 14
1.2. 기존의 연구동향 16
1.3. 연구 범위 및 방법 18
제2장 화재 피해를 입은 철근 콘크리트 보의 보수 19
2.1. 콘크리트의 내화특성 19
2.1.1. 내화실험방법 23
2.1.2. 기준에서 규정하는 콘크리트의 내화특성 25
2.1.2.1. CEN (Comite Europeen de Normalisation) 25
2.1.2.2. ACI (American Concrete Institute) 26
2.1.2.3. CEB (RILEM Committee 44-PHT) 27
2.1.2.4. 국내의 내화규준 29
2.2. 화재 피해의 진단 30
2.2.1. 화재피해 조사항목 및 화재피해 등급 32
2.2.2. 고온시의 철근과 콘크리트의 안전한계온도 34
2.2.3. 화재피해 등급 검토 및 재사용의 판정 35
2.3. 화재피해에 대한 보수ㆍ보강 공법 36
2.3.1. 단면복구 공법 38
제3장 화재 피해 후 보수한 철근 콘크리트 보의 해석 41
3.1. 유한요소해석 모델 41
3.1.1. 구성모델(Material Modeling) 41
3.1.2. 요소 모델 (Element Modeling) 45
3.1.3. 모델링 47
3.2. 유한효소해석 방법의 검증 52
3.2.1. 해석대상 52
3.2.2. 해석결과와 실험결과의 비교분석 55
3.3. 변수분석 63
3.3.1. 콘크리트의 압축강도에 따른 해석 64
3.3.2. 보의 단면크기에 따른 해석 68
제4장 화재 피해를 입은 철근 콘크리트 보의 보수성능 해석 71
4.1. 보수재료의 압축강도에 따른 해석 72
4.1.1. 강도 비교 72
4.1.2. 하중-처짐 곡선 비교 73
4.1.3. 균열 양상 비교 74
4.2. 보수재료의 인장강도에 따른 해석 77
4.2.1. 강도 비교 77
4.2.2. 하중-처짐 곡선 비교 78
4.2.3. 균열 양상 비교 80
제5장 결론 82
참고문헌 84
ABSTRACT 86
감사의 글 89
[표 2.1] RC 보의 화재피해 조사항목 32
[표 2.2] 피해등급과 화재형태 32
[표 2.3] 콘크리트의 변색상황과 수열온도의 관계 33
[표 2.4] 피해등급과 재사용의 판정 35
[표 2.5] 화재에 대한 보수대책 수립 36
[표 2.6] 화재에 대한 보수ㆍ보강 공법의 선정 37
[표 2.7] 단면복구재의 특성 비교 40
[표 2.8] 콘크리트 폴리머 복합체의 성질 상대 비교 40
[표 3.1] 콘크리트 배합비 52
[표 3.2] 콘크리트의 기본 물성 52
[표 3.3] 철근의 기본 물성 52
[표 3.4] 실험체 개요 53
[표 3.5] 폴리머시멘트 모르터의 기본 물성(물질의 특성:상온 24℃, 단위:Mpa) 54
[표 3.6] 실험결과와 해석결과의 최대하중 비교 55
[표 3.7] 기준 시험체 재료 물성 63
[표 3.8] 시험체별 최대하중 해석결과 비교 64
[표 3.9] 시험체별 초기 강성 해석결과 비교 65
[표 3.10] 시험체별 최대하중 해석결과 비교 68
[표 3.11] 시험체별 초기 강성 해석결과 비교 69
[표 4.1] 압축강도를 변수로 한 보수 시험체의 해석결과 비교 72
[표 4.2] 인장강도를 변수로 한 보수 시험체의 해석결과 비교 77
[그림 2.1] 일반ㆍ경량콘크리트의 가열온도에 따른 압축강도의 변화 19
[그림 2.2] 일반ㆍ경량콘크리트의 가열온도에 따른 탄성계수의 변화 20
[그림 2.3] 가열 후의 콘크리트 압축강도의 자연회복 20
[그림 2.4] 가열 후의 콘크리트 탄성계수의 자연회복 21
[그림 2.5] 재하실험(stressed) 23
[그림 2.6] 비재하실험(unstressed) 24
[그림 2.7] 비재하 잔여강도 실험(Unstressed residual strength) 24
[그림 2.8] CEN의 노출온도에 따른 압축강도율 25
[그림 2.9] CEB의 노출온도에 따른 압축강도율 27
[그림 2.10] CEB의 노출온도에 따른 탄성계수율 27
[그림 2.11] CEB의 노출온도에 따른 인장강도율 28
[그림 2.12] 화재피해 조사의 흐름도 31
[그림 2.13] 단면복구처리방법의 종류 38
[그림 3.1] 콘크리트 압축응력 구성모델 41
[그림 3.2] 콘크리트 인장응력 구성모델 42
[그림 3.3] 철근 구성모델 43
[그림 3.4] 보수재료 구성모델 44
[그림 3.5] 고체 요소 45
[그림 3.6] 선형 요소 46
[그림 3.7] 300×600mm 보 단면의 내부온도분포곡선(EC2, 1993) 47
[그림 3.8] 일반강도 콘크리트 단면의 온도 분포 48
[그림 3.9] 고강도 콘크리트 단면의 온도 분포 48
[그림 3.10] 가열 전 일반강도와 고강도 콘크리트의 부재 단면 49
[그림 3.11] 보수 후 부재의 단면 49
[그림 3.12] 시험체 길이 방향의 모델링 형상 50
[그림 3.13] DIANA 모델링 51
[그림 3.14] 시험체 상세 및 보수 전후 시험체 단면 53
[그림 3.15] 보수 후 콘크리트 실험체(실험세) 상세 - HR4-2, HR5-2 54
[그림 3.16] 가열하지 않은 일반강도 피복 40mm 실험체의 하중-처짐 곡선 비교 56
[그림 3.17] 가열하지 않은 고강도 피복 40mm 실험체의 하중-처짐 곡선 비교 56
[그림 3.18] 가열하지 않은 일반강도 피복 40mm 실험체의 파괴 양상 비교 57
[그림 3.19] 가열 60분 일반강도 피복 40mm 실험체의 하중-처짐 곡선 비교 58
[그림 3.20] 가열 120분 일반강도 피복 40mm 실험체의 하중-처짐 곡선 비교 58
[그림 3.21] 가열 60분 고강도 피복 40mm 실험체의 하중-처짐 곡선 비교 59
[그림 3.22] 가열 90분 고강도 피복 40mm 실험체의 하중-처짐 곡선 비교 59
[그림 3.23] 보수한 가열 60분 일반강도 피복 40mm 실험체의 하중-처짐 곡선 비교 60
[그림 3.24] 보수한 가열 120분 일반강도 피복 40mm 실험체의 하중-처짐 곡선 비교 60
[그림 3.25] 보수한 가열 60분 고강도 피복 40mm 실험체의 하중-처짐 곡선 비교 61
[그림 3.26] 보수한 가열 90분 고강도 피복 40mm 실험체의 하중-처짐 곡선 비교 61
[그림 3.27] 보수한 가열 60분 일반강도 피복 40mm 실험체의 파괴 양상 비교 62
[그림 3.28] 보수한 가열 120분 일반강도 피복 40mm 실험체의 파괴 양상 비교 62
[그림 3.29] 해석 시험체의 유한요소 모델링 63
[그림 3.30] 압축강도 24MPa, 단면크기 300×600mm일 때 하중-처짐 곡선 66
[그림 3.31] 압축강도 35MPa, 단면크기 300×600mm일 때 하중-처짐 곡선 66
[그림 3.32] 압축강도 24MPa, 단면크기 300×800mm일 때 하중-처짐 곡선 67
[그림 3.33] 압축강도 35MPa, 단면크기 300×800mm일 때 하중-처짐 곡선 67
[그림 3.34] 압축강도 24MPa, 단면크기 400×600mm일 때 하중-처짐 곡선 69
[그림 3.35] 압축강도 24MPa, 단면크기 400×800mm일 때 하중-처짐 곡선 70
[그림 4.1] 인장강도 3MPa일 때, 압축강도 변화에 따른 하중-처짐 곡선 73
[그림 4.2] 인장강도 7MPa일 때, 압축강도 변화에 따른 하중-처짐 곡선 73
[그림 4.3] 원 시험체의 해석균열도 74
[그림 4.4] 인장강도 3MPa일 때 압축강도30MPa의 시험체의 해석균열도 75
[그림 4.5] 인장강도 3MPa일 때 압축강도50MPa의 시험체의 해석균열도 75
[그림 4.6] 인장강도 3MPa일 때 압축강도70MPa의 시험체의 해석균열도 76
[그림 4.7] 압축강도 30MPa일 때 인장강도 변화에 따른 하중-처짐 곡선 78
[그림 4.8] 압축강도 50MPa일 때 인장강도 변화에 따른 하중-처짐 곡선 79
[그림 4.9] 압축강도 50MPa일 때 인장강도 변화에 따른 하중-처짐 곡선 79
[그림 4.10] 압축강도 50MPa일 때 인장강도 5%의 시험체의 해석균열도 80
[그림 4.11] 압축강도 50MPa일 때 인장강도 10%의 시험체의 해석균열도 81
[그림 4.12] 압축강도 50MPa일 때 인장강도 15%의 시험체의 해석균열도 81