화재 시 실제 구조물 거동을 고려한 철근 콘크리트 보의 현수작용(catenary action)에 관한 해석적 연구

Abstract

이 연구의 주된 목적은 화재 시 철근 콘크리트 구조물의 하중지지력의 메커니즘을 이해하는 것이다. 특히 이 연구는 철근콘크리트 구조물 강건성을 제공해 줄 수 있는 중요한 단계인 보의 현수작용에 중점을 두고 있다. 현수작용은 보에 축 구속이 존재할 때에만 활성화될 수 있다. 이 연구는 FEM 상용프로그램인 TNO DIANA를 이용하여 수치해석을 수행하였다. 축 구속된 보의 거동은 세 단계로 나눌 수 있다. 첫째, 초기 구속된 열팽창에 의한 초기 압축력이 발생하고 그 뒤 보의 축력이 매우 작아지는 순수 휨 상태가 두 번째가 된다. 마지막으로 콘크리트에 균열이 생기고, 철근은 파단이 발생할 때까지 현수 작용을 받으며 인장력에 저항한다.