화재에 노출된 강폴리머 조립식 바닥의 원형 스페이서 차열 설계 (Insulation Design for Circular Spacers of Steel-Polymer Prefabricated Floor under Fire)

서지정보

· 발행기관 : 대한건축학회
· 수록지 정보 : 대한건축학회논문집 / 37권 / 10호 / 227 ~ 234페이지
· 저자명 : 박민재, 민정기

초록

다양한 건설 재료의 개발로 전 세계적으로 폴리머가 새로운 구조재료로 사용되기 시작했다. 국내에서 샌드위치 형태의 강폴리머 조립식 바닥이 개발되어 휨, 바닥 진동 등의 구조성능이 규명되었으며, 사무용 건물과 주상복합에 실제 적용되어 사용되고 있다. 또한 실험과 해석을 통해 상하부 강판과 내부 폴리머 두께에 따른 내화성능 규명이 진행되었다. 하지만 대변형에서 면외 좌굴을 방지하고 연성 능력을 향상시켜주며, 제작 시 오차를 최소화 시키는 스페이서의 고온에서 거동은 규명되지 않았다. 따라서 본 연구는 스페이서가 설치된 강폴리머 조립식 바닥의 내화 설계를 위해 열전달 해석을 통한 스페이서의 열적 거동을 분석하고 실제 실험 데이터로 검증하며, 관계식을 규명하여 차열 설계가 가능하도록 한다. 또한 설계 예시를 바탕으로 설계 예시를 바탕으로 본 연구의 활용성을 높인다.

영어초록

Steel-Polymer prefabricated floor system that contained infilled polymers between the shallow top and bottom steel plates was developed to apply to steel structures. The thickness of the floor system mainly has a range from 25 mm to 70 mm. Despite the shallow thickness, the floor system has great structural performance, such as bending capacity, floor vibration performance. However, the fire resistance performance of the system needed to be improved to apply to actual buildings without fire-proofing materials. With the development of the polymers adding an additive, the fire resistance performance of the system was significantly improved, and studies about the structural fire behavior of the floor system were actively conducted with experimental and numerical approaches. Nevertheless, the behavior of circular spacers that had a role in enhancing out-of-plane buckling loads and ductility under large deformations and taking advantage in the manufacturing process has not been investigated. Therefore, the thermal behavior of circular spacers under fire conditions was studied with simplified numerical methods.
And, with transient heat transfer analysis including nonlinear thermal properties of steel and polymers, nonlinear thermal contact conductance of the contact area between steel and polymers, the temperature changes of unheated surfaces where the spacers were installed at or not were obtained under fire conditions. Finally, the relation equation was proposed to calculate the temperature changes according to various specifications of circular spacers. Using this proposed equation, the thermal insulation design for the spacers of steel-polymer prefabricated were carried out at the end of this paper.

참고자료

· 없음