Deflection Evaluation Considering Thermal Characteristics of Composite Deck Slabs Containing Macro Synthetic Fibers

Abstract

Recently, as the height of domestic buildings is increasing, the number of steel structures is increasing. In addition to concrete formwork, deck plates have been made uniform as structural tension members, and deck plates have been used as concrete floor structures. However, deck slabs are exposed to the outside and are vulnerable to high temperatures in case of fire. In addition, exposure to fire can cause the deck plate to transfer heat to the concrete, raising the temperature inside the concrete. When the internal temperature of concrete rises, the internal water vapor expands and explodes, resulting in an explosion. Therefore, in this study, the fire resistance performance and deflection of deck slabs contained with macro -synthetic fibers, which are known to be effective in preventing concrete explosion, were evaluated. As a result of the fire resistance test, the fire resistance of the deck slab satisfies the fire resistance performance even when the fire resistance coating is not applied. In addition, it was confirmed that macro-synthetic fibers were effective in preventing the increase in the internal temperature of concrete. Based on the fire resistance test results, the temperature distribution inside the deck slab was estimated by applying the Wickstrӧm method, and the deflection evaluation of the deck slab contained with macro synthetic fibers was performed through the equations suggested in previous studies and standards. As a result of the deflection evaluation, it is judged that it is possible to predict the deflection of the deck slab contained with macro-synthetic fibers in the event of a fire through the proposed equation.|최근 국내 건물의 높이가 높아짐에 따라 철골 구조물의 수가 증가하고 있다. 콘크리트 거푸집 외에도 데크 플레이트는 구조용 인장재로 균일하게 만들어졌으며 데크 플레이트는 콘크리트 바닥 구조로 사용되었다. 그러나 데크 슬라브는 외부에 노출되어 화재시 고온에 취약하다. 또한 화재에 노출되면 데크 플레이트가 콘크리트에 열을 전달하여 콘크리트 내부의 온도를 높일 수 있다. 콘크리트 내부 온도가 상승하게 되면 내부 수증기가 팽창하고 폭렬을 일으킨다. 따라서 본 연구에서는 콘크리트 폭발 방지에 효과가있는 것으로 알려진 매크로 합성 섬유가 혼입된 데크 슬래브의 내화 성능과 처짐을 평가 하였다. 내화시험 결과 데크 슬래브는 내화피복을하지 않아도 내화 성능을 만족하였다. 또한 매크로 합성섬유가 콘크리트 내부 온도 상승을 방지하는데 효과적임을 확인 하였다. 내화시험 결과를 바탕으로 Wickstrӧm method를 적용하여 데크 슬래브 내부의 온도 분포를 추정하였으며, 매크로 합성 섬유가 혼입된 데크 슬래브의 처짐 평가는 기존 연구 및 기준에서 제안된 식을 통해 수행하였다. 처짐 평가 결과, 제안 된 식을 통해 화재 발생 시 매크로 합성섬유가 혼입된 데크 슬래브의 처짐을 예측할 수 있다고 판단된다.