화재 시나리오에 따른 RC 프레임 구조물의 수치해석적 거동 분석

Abstract

고도화되고 복잡화된 현대 철근콘크리트(RC)구조물에서 발생하는 화재에 따른 전체 구조물의 손상은 큰 규모의 물적⋅인적피해를 유발하므로, 고온노출에 따른 RC 구조물의 내화 성능 평가에 대한 연구는 필수적이다. 본 연구에서는 고온 노출에따른 철근과 콘크리트의 비역학적 변형률을 고려하여, 구조물 단위(single-bay & three bay 프레임)에서 RC 프레임의 거동을수치해석적인 접근을 통해 분석하였다. Single-bay 프레임의 수치해석을 통해 고온 노출에 따라 RC 프레임에서 발생하는구조 거동 메커니즘을 분석하고, three-bay 프레임의 각 부재에서도 비슷한 거동이 발생함을 확인하였다. 특히 three-bay 프레임에서는 다양한 화재 시나리오에 따라 대칭화재와 비대칭화재가 발생한 경우, 각각에 대해 전체 구조물의 내화성능을 평가하였다. 수치해석을 통해 구조물에 작용하는 층 하중이 클수록 내화시간이 짧아짐을 확인하였다. 또한, 대칭화재보다 비대칭화재가발생한 경우에 구조물의 내화시간이 짧으므로, 이를 고려한 구조물의 안전성 평가가 필요하다.