화재 시 하중 재하 조건에 따른 중공슬래브의 내화거동 및 잔존성능

Abstract

본 연구는 하중 조건에 따른 화해를 입은 중공슬래브의 잔류성능에 대한 실험적 연구이다. 이를 평가하기 위하여, 하중조건을 변수로 하는 2개의 중공슬래브 실험체를 제작하여 ISO 834 표준화재 곡선에 따라 120분간 가열하였으며, 이를 상온으로 냉각하여 잔류 휨 성능을 평가하였다. 실험결과 하중조건에 따라 중공슬래브의 온도분포가 상이한 것으로 나타났으며, 재하 실험체가 비재하 실험체에 비해 전단면에 걸쳐 온도가 빠르게 상승하는 경향을 보임을 확인하였다. 고온으로 가열 후 냉각한 중공슬래브의 잔류 휨 강도의 경우 화해를 입지 않은 중공슬래브에 비해 34%~40% 감소하는 것으로 나타났으며, 휨 강성의 경우 15%~23% 감소하는 것으로 나타났다. 하중을 재하 한 중공슬래브의 경우 재하하지 않고 가열한 중공슬래브에 비해 약 10%의 강도 저감이 발생하였으며, 휨 강성의 경우 15% 감소한 것으로 나타났다. 이러한 결과는 하중 재하에 따른 휨 균열에 의해 슬래브의 하부 주인장 철근의 온도가 비재하 실험체에 비해 높아지며, 하부철근 피복의 박리현상이 가속화되기 때문인 것으로 판단된다. This study presents experimental investigation on the residual capacity of fire-damaged voided slabs according to loading conditions. In this study, two voided slab specimens were fabricated, and heated by ISO standard fire during 120 minutes with different loading conditions of presence of loading. These specimens were cooled down to room temperature, and the residual capacity of fire-damaged voided slabs was investigated. Based on test results, thermal distribution of voided slab through the depth of concrete sections is different by the loading conditions. The temperature of loaded specimen is rapidly elevated through the whole depth of concrete sections compared to the unloaded specimen. The residual strength of fire-damaged voided slab specimens are 60% and 66% of that of voided slab specimen without fire damage, and the residual stiffness of fire-damaged voided slab specimens decreases by 15%~23% of that of voided slab specimen without fire damage. In case of voided slab specimens subjected ISO standard fire, the loaded specimen shows the decrease of 10% in the residual strength and the decrease of 15% in the residual stiffness compared to the unloaded specimen. It seems to result from higher temperature of bottom reinforcements in the loaded specimen due to the cracks, and more extensive damage on concrete cover of reinforcements by spalling process according to load level.