표준화재에 노출된 각형 CFT 기둥의 내화성능 예측식
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초록
AISC 360-22에 제시된 기존 내화성능 예측식은 각형 CFT 기둥의 단면 중 단변만 고려하여, 장변에 의한 비대칭적 열전달 특성을 반영하지 못하는 제한이 있다. 본 연구에서는 이러한 한계를 보완하고자 장변과 단변을 모두 반영할 수 있는 회귀 기반 예측식을 제안하였다. 유한요소해석 모델의 유효성을 실험 결과와 비교하여 검증한 후, 총 160개의 각형 CFT 기둥을 해석하였다. 주요 매개변수는 장변 길이, 하중비, 단면 형상비, 콘크리트 강도였으며, 매개변수 연구 결과를 바탕으로 내화성능 예측식을 도출하였다. 제안식은 기존 식에 비해 보수성과 신뢰성이 향상된 것으로 확인되었다.
Abstract
The existing fire resistance prediction equation in AISC 360-22 accounts only the shorter side of rectangular CFT columns, thus neglecting the thermal asymmetric induced by longer side. To address this limitation, a new regression-based equation is proposed, incorporating both depth and width. A total of 160 rectangular CFT columns were analyzed using a finite element model validated against experiments. Key parameters included depth, load ratio, depth-to-width ratio, and concrete strength. Based on the parametric study, a regression-based prediction equation for fire resistance was developed. The proposed equation demonstrated improved conservatism and reliability compared to the existing AISC equation.
Keywords:
AISC 360-22, Concrete-filled steel tube column, Finite element analysis, Fire resistance, Design equation키워드:
콘크리트 충전 강관 기둥, 유한요소해석, 내화성능, 예측식1. 서 론
건축물의 구조적 안전성을 확보하기 위해 주요 구조 부재는 화재 시 일정 시간 동안 기능을 유지해야 하며, 국내 건축법상 최대 180분의 내화성능(Fire Resistance, FR; min)이 요구된다[1]. 이를 만족하기 위한 설계 방법으로는 국가 기준에 따른 공식 적용 또는 공학적 해석이 있으며, AISC 360-22[2]는 콘크리트 충전 강관(Concrete-Filled Steel Tube, CFT) 기둥의 내화성능 예측식을 제시하고 있다. 해당 식은 간편하지만 원형 또는 정사각형 단면을 기반한다.
각형 단면을 갖는 CFT 기둥은 단면 형상비(Depth-to-width ratio, B/D ratio)에 따라 열전달 경향이 달라질 수 있다. Schaumann et al.[3]는 원형 및 정사각형 CFT 기둥을 대상으로 실험 및 수치 해석을 수행하였고, 표면적 대비 체적비가 높을수록 열전달이 빠르게 이루어져 내화성능이 저하 되는 것을 확인했다. 그리고 Espinos et al.[4] 또한 수치 해석을 통해 타원형 CFT 기둥의 내화성능을 평가하였으며, 타원형 단면이 원형 단면에 비해 내부 온도 상승이 빨라 열적 저항력이 더 빠르게 저하됨을 확인했다. 이렇듯, 선행 연구에서는 단면 형상비가 클 경우, 표면적 대비 체적비가 증가하여 화재시 기둥단면의 온도 상승 속도나 온도 분포에 영향을 미칠 가능성을 제시하고 있다. 그럼에도 불구하고 AISC[2]에서 제시한 내화성능 예측식은 최소 외곽 치수만을 변수로 사용하고 있어, 단면 형상비에 따른 열적 거동의 차이를 충분히 반영하기에는 어려움이 있을 수 있다.
한편, 국외에서는 각형 CFT 기둥의 내화성능을 실험적으로 평가하고 설계 변수의 영향을 정량화하기 위한 연구가 활발히 진행되었다. Lie and Chabot[5]는 원형 및 정사각형 CFT 기둥을 대상으로 화재 실험을 수행하여 단면 형상, 콘크리트 강도, 좌굴 길이 등이 내화성능에 미치는 영향을 분석하였으며, 특히 정사각형 단면이 원형보다 불리한 온도 분포를 가지는 것을 확인하였다. Espinos et al.[6]는 타원형 및 직사각형 슬렌더 CFT 기둥에 대한 축하중 및 편심하중 조건의 화재 실험을 통해, 동일한 강재 사용량 조건에서 타원형이 직사각형보다 더 우수한 내화성능을 나타내며, 단면 형상 외에도 편심률, 보강비율, 좌굴 방향이 내화 거동에 영향을 미친다는 점을 제시하였다.
국내에서는 이러한 문제의식에 따라 다양한 CFT 기둥의 내화성능 연구가 진행되었다. Choi et al.[7]는 각형 강관에 내화페인트를 적용한 CFT 기둥의 내화 및 화재 후 구조 성능을 평가하였으며, Chung et al.[8]는 무피복 조건에서도 내화성능을 확보하기 위한 Double CFT 기둥 개념을 제안하였다. Kim et al.[9]는 피복 종류와 두께에 따른 열전달 특성을 분석하였고, Chung et al.[10]는 열전달 조건에 따른 내화성능 영향을 이론적으로 고찰하였다. 그리고 Park et al.[11]는 일정 축력을 받는 각형 CFT 기둥의 내화성능을 실험적으로 평가하여 실제 하중 조건에서의 구조적 내화성능 확보 가능성을 제시하였다. 또한, Cho et al.[12],[13]는 콘크리트 압축강도, 하중비, 단면 크기 등의 변수에 따라 각형 CFT 기둥의 내화성능을 실험하고, 고강도 콘크리트 사용 시 열에 의한 성능 저하 가능성을 지적하였다. Ahn and Lee[14]는 기둥 길이, 하중비, 단면 크기 등을 변수로 하여 무피복 CFT 기둥의 내화성능을 평가하고 고온에서의 하중 전이 국부좌굴 거동을 정량적으로 분석하였다.
이처럼 국내외 연구들은 CFT 기둥의 내화성능에 대한 이해를 확장하였으나, 대부분 원형 및 정사각형 단면을 대상으로 하며, 각형 CFT 기둥에 대한 정량적 내화성능 분석 및 설계기준 제안은 미흡한 실정이다. 이에 본 연구에서는 다양한 장변 길이, 단면 형상비, 하중비, 콘크리트 강도 조건에서 각형 CFT 기둥의 내화성능을 유한요소해석(Finite Element Analysis, FEM)을 통해 분석하고, 기존 식을 보완할 수 있는 보수적 예측식을 제안하고자 한다.
2. AISC 360-22 내화성능 예측식의 적용 범위와 각형 CFT 기둥의 특성 비교
AISC 360-22[2] 부록 4는 Kodur et al.[15]의 연구를 기반으로 한 간소화된 내화성능 예측식을 통해 CFT 기둥의 내화성능을 예측한다. 해당 식은 주로 원형 및 정사각형 단면에 대한 실험 데이터를 기반으로 개발되었으며, 식 (1)과 같이 표현된다:
| (1) |
- 여기서, C (kN) = 계수를 고려하지 않은 사하중 및 활하중에 의한 압축력
- D (mm) = 기둥의 외경 또는 최소 외측 폭
- Lc (mm) = 기둥의 유효 길이
- a = 혼합된 골재의 종류(탄산염질 또는 규산염질), 철근 비율, 콘크리트 피복 두께, 강관의 형상(원형 또는 정사각형)등을 반영한 계수
- FR (hr) = 내화성능
식 (1)은 실험 결과를 통해 도출된 경험식이므로, Table 1과 같이 적용 가능한 매개변수 범위가 제한된다[2]. 실험 데이터 또한 대부분 원형 단면에 집중되어 있으며, 총 44개의 기둥 중 정사각형 기둥은 단 6개에 불과하여 형상에 따른 열전달 특성을 충분히 반영하기에는 한계가 있다.
Limits for the use of eq (1) parameters[2]
특히 각형 CFT 기둥은 표면적 대비 체적 비율이 높아 상대적으로 넓은 면적이 화재에 노출되며, 이에 따라 중심부 콘크리트의 온도 상승이 가속화되어 내화성능이 저하될 수 있다. 그럼에도 불구하고, 식 (1)에서는 장변(B)과 단변(D)을 구분하지 않고 최소 외곽 치수인 단변(D)만을 적용하고 있어, 동일한 단변을 갖는 기둥 간에도 장변의 차이에 따른 열적 거동의 차이를 반영하기 어려운 한계가 있다.
결과적으로, 현재의 AISC[2] 식은 각형 CFT 기둥에 적용할 경우 주의가 필요하며, 제한적인 실험 결과를 기반으로 제안된 만큼 다양한 조건에 대한 적용성을 확보하기 위해 추가 검토가 요구된다. 반면, 유한요소해석 기반 접근은 다양한 단면 형상과 하중 조건에 대해 보다 체계적인 변수 분석이 가능하며, 경제성과 효율성 측면에서 실용적인 대안이 될 수 있다. 따라서 본 연구에서는 유한요소해석을 통해 각형 CFT 기둥의 내화성능을 정량적으로 분석하고, 기존 AISC[2] 식의 한계를 보완할 수 있는 예측식을 제안하고자 한다.
3. 유한요소해석
3.1 일반사항
각형 CFT 기둥의 화재 거동을 예측하기 위해, 비선형 유한요소해석 프로그램 ABAQUS[16]를 이용하여 3차원 열-기계 해석 모델을 구성했다. 해석은 연성 커플링 방식(sequentially coupled thermal-structural analysis)으로 수행되며, 열전달 해석을 통해 시간에 따른 노드별 온도를 계산하고, 이를 구조 해석 단계에서 온도로 적용하였다.
해석 모델은 강관, 콘크리트 코어, 그리고 앤드 플레이트로 구성되며, 앤드 플레이트는 탄성체로 모델링되어 축하중이 강관과 콘크리트 코어에 동시에 작용하도록 하였다. 모든 부재는 8절점 축소적분 요소(C3D8R)로 메쉬를 구성하였으며(Fig. 1), 지지조건은 유효길이계수에 의한 영향을 최소화 하고자 양단 힌지(pinned-pinned)로 설정하였다.
FE model parts
기하학적 초기 결함(geometric imperfection)은 고유치 해석(eigenvalue analysis)을 통해 도출된 첫 번째 좌굴 형상을 기반으로 반영하였으며, 전체 기둥에 대해 스케일 계수 L/1000을 적용하였다. 이를 통해 실제 제작 시 발생 가능한 초기 변형을 열-구조 해석에 반영하였다.
3.2 열전달 해석
열전달 해석의 화재 조건은 ASTM E119-88[17] 및 ISO 834[18] 표준화재 곡선을 기반으로 설정되었고, 각형 CFT 기둥의 외부 강관 4면에 균일한 화재 하중이 적용되었다.
열전달은 복사 및 대류에 의해 외부에서 CFT 기둥으로 전달되며, 이후 전도를 통해 내부 콘크리트 코어로 이동하는 메커니즘을 따른다. 유로코드1[19]에 따라 대류 계수는 25 W/m2K, 복사율은 0.7, Stefan-Boltzmann 상수는 5.67×10-8 W/m2K4 로 설정하였고, 해석 초기 온도는 20℃로 하였다.
강관-콘크리트 간 접촉면에서는 열전달 저항을 고려하여 열전도계수를 250 W/m2K로 적용하였으며, 이는 기존 연구자[20]의 200 W/m2K보다 보수적인 값이다.
재료의 온도에 따른 물성은 유로코드2[21] 및 유로코드3[22] 기준에 따라 설정하였으며, 밀도, 열전도율, 비열 등이 포함되었다. 콘크리트의 수분함량(3 %)에 따른 증발 잠열 효과는 비열의 정점값(peak specific heat)을 통해 반영하였고, 열전도율은 유로코드4[23] 기준 상한값을 채택하였다. 최종 산출된 시간-온도 값은 구조 해석 단계에서 사전 정의된 온도장(redefined temperature field)로 적용되었다.
3.3 구조 해석
구조 해석은 열전달 해석에서 계산된 온도-시간 데이터를 반영하기 위해 동일한 메쉬 및 노드 번호를 사용하여 수행되었다. 해석 절차는 두 단계로 구성되었다. 첫 번째 단계에서는 고유값 해석을 통해 도출한 최초 좌굴 형상을 전체 기둥 길이에 초기 결함(initial imperfection)으로 적용하고, 상온 조건에서 하중을 가하였다. 두 번째 단계에서는 축하중을 유지한 상태에서, 앞선 열전달 해석의 결과인 노드별 온도 데이터를 구조 해석 모델에 사전 정의된 온도로 적용하였다.
고온에 따른 재료의 기계적 성질 변화는 다음과 같다. 강재의 응력-변형률 곡선 및 열팽창 계수는 유로코드3[22] 기준을 사용하였고, 탄성계수는 초기 탄젠트 계수로 정의하였다. 콘크리트 코어는 ABAQUS[16]에 내장된 Concrete Damage Plasticity 모델을 사용하여 구성하였다.
콘크리트의 탄성계수는 유로코드2[21]를 따랐고, 열팽창 계수는 Hong & Varma[24]가 제안한 6×10-6℃-1값을 사용하였다.
3.4 유한요소해석 모델 검증
유한요소해석 모델의 신뢰성 확보를 위해, 해석 결과는 기존 실험 연구[5],[6],[25],[26] 데이터와 비교하여 검증되었다.
Table 2에는 각 실험에서 사용된 CFT 기둥의 주요 매개변수가 정리되어 있다.
Summary of parameters of CFT columns in fire tests
Lie and Chabot[5]과 Yang et al.[26]시험들에서 측정된 단면 위치별 열전대 위치를 반영하여, 열전달 해석 모델의 메쉬를 Fig. 2와 같이 구성하였으며, 해석된 온도-시간 곡선을 실험 결과와 비교하였다(Fig. 2). 전반적으로 해석 결과는 실험에서 측정된 온도 분포와 양호한 일치를 보였으며, Fig. 2(b)의 강관 온도에서도 유사한 상승 경향을 나타냈다. 하지만, 가열 초반에는 ISO-834[18] 표준화재곡선 대비 실험에서 온도 상승이 다소 완만하게 진행되어, 이로 인한 초기 온도 차이가 일부 발생하였다. 이러한 차이를 감안하더라도, 열전달 해석 모델은 실제 실험 조건을 적절히 반영하고 있어 타당성이 충분히 확보되었음을 확인할 수 있다.
Comparison of the predicted and measured temperature in the CFT columns
온도 분포 외에도, 해석 모델의 구조적 신뢰성을 평가하기 위해 시간에 따른 축 방향 변위(time-displacement curve)를 분석하였다(Fig. 3). 실험 결과[5],[6],[25],[26]와 비교 결과(Table 3), 변위 곡선의 전반적인 경향이 유사하게 나타났으며, 오차는 대부분 실험 불확실성 범위 내에 존재하였다. 실험과 수치 해석에서 화재 시 CFT 기둥의 거동 또한 유사한 거동을 나타냈다(Fig. 4). Fig. 5에서는 유한요소해석 예측값과 실험에서 얻어진 내화성능을 비교하였으며, 대부분의 예측값이 실험값과 유사하게 분포하였다. 실험과 전체 평균 오차는 1.10, 표준 편차는 0.24로 나타나, 본 해석 모델이 온도 분포, 축 방향 거동, 내화성능 예측 모두에서 실험과 잘 일치함을 확인할 수 있었다. 따라서 유한요소해석 모델은 각형 CFT 기둥의 내화성능을 신뢰성 있게 예측할 수 있는 것으로 판단된다.
Comparison of the predicted and measured axial displacement in the CFT column
Numerical analysis parameters for rectangular CFT columns
Column SQ-1[5] after fire test
Comparison of fire resistance ratings from FEM and experimental data[5],[6],[25],[26]
4. 변수 스터디
본 연구에서는 AISC 360-22 부록 4[2]의 내화성능 예측식이 주로 원형 및 정사각형 단면에 기반해 개발 되었음에도 불구하고, 각형 CFT 기둥에 광범위하게 적용되고 있는 점을 고려하여, 수치 해석 기반의 보정 예측식 개발을 목표로 매개변수 연구를 수행하였다. 총 160개의 각형 CFT 기둥 모델을 대상으로 하였으며, 주요 변수로는 장변 길이, 단면 형상비, 하중비, 콘크리트 강도 등이 고려되었다(Table 3).
기둥은 모두 L/1000의 초기 결함이 반영된 Pinned-Pinned 조건에서 해석되었고, 국부좌굴 영향을 반영하기 위해 판폭두께비 기준에 따라 축 강도를 AISC[2] 기준에 따라 산정하였다. 해석에 사용된 재료 모델은 3장에서 검증된 모델과 동일하게 적용되었다. 한편, 강관 두께와 항복강도는 내화성능에 대한 영향이 제한적인 것으로 판단되어 본 연구의 변수에서 제외되었으며, 판폭두께비를 일정하게 유지함으로써 단면 형상비의 효과를 명확히 분석하고자 하였다.
해석 결과, Fig. 6–Fig. 7에 나타난 바와 같이 단면 형상비가 클수록, 또는 하중비가 높을수록 식 (1)은 실제보다 과대평가되는 경향을 보였다. 반면, 형상비가 작고 하중비가 낮은 경우에는 보수적인 결과를 도출하였다. Fig. 8에서는 콘크리트 강도 증가에 따른 내화성능 예측 결과를 분석하였다. 강도 증가에 따라 과대평가 경향은 나타났으나, 단면 형상비나 하중비과 비교하여 상대적으로 영향력은 미미하였다.
Comparison between FEM predictions and FR calculated using Eq (1), considering the influence of depth-to-width ratio
Comparison between FEM predictions and FR calculated using Eq (1), considering the influence of load ratio
Comparison between FEM predictions and FR calculated using Eq (1), considering the influence of concrete strength
Fig. 9–Fig. 11은 주요 변수별 내화성능 영향을 정량적으로 보여준다. Fig. 9에서 단면 형상비가 1.0에서 1.5로 증가할 때 내화성능이 급격히 감소하고, 이후에는 완만한 감소 경향을 보였다. 이는 단면 형상비 증가가 좌굴 저항성 저하와 함께 열전달 효율증가로 작용하여 내화성능에 복합적으로 부정적인 영향을 미치기 때문이다.
Influence of depth-to-width ratio on the FR of CFT columns
Fig. 10에서는 하중비가 증가함에 따라 내화성능이 급격히 감소하는 것을 확인하였으며, 이는 축하중 증가 시 고온 환경에서의 강도 열화로 인해 잔존 지지력이 빠르게 저하되기 때문이다.
Influence of load ratio on the FR of CFT columns
Fig. 11은 콘크리트 강도의 영향 분석 결과를 보여주며, 강도 증가 시 내화성능이 다소 향상되었으나, 단면 형상비가 증가할수록 그 효과는 제한적으로 나타났다. 이는 고강도 콘크리트가 고온에서 유효 단면적의 급속한 감소를 견디지 못하기 때문으로 해석된다.
Influence of concrete strength on the FR of CFT columns
또한 Fig. 9–Fig. 11의 (a)와 (b)의 비교를 통해 확인한 장변 길이 자체의 영향은 단면이 클수록 내화성능이 증가하는 경향을 보였으나, 변수별 영향 경향 자체를 변화시키지는 않았다. 이는 기둥 치수와 관계없이, 단면 형상비와 하중비가 내화성능을 좌우하는 주요 인자임을 뒷받침한다.
5. 제안식 검증
AISC 360-22 부록4[2]에 따르면, CFT 기둥의 내화성능은 식 (1)을 적용하여 계산할 수 있다. 본 연구에서는 각형 CFT 기둥에서 적합하게 적용 가능한 예측식을 개발하기 위해 Table 3의 매개변수 연구를 진행하였으며, 유한요소해석을 통해 내화성능을 도출하였다. 해석 결과, 단면 형상비와 하중비가 각형 CFT 기둥의 내화성능에 가장 큰 영향을 미치는 주요 변수로 확인되었으며(Fig. 9–Fig. 10), 이를 반영하여 회귀분석을 통해 개선된 예측식 식 (2)(Proposed Equation, 제안식)를 다음과 같이 도출하였다:
| (2) |
| (3) |
- 여기서, C (kN) = 계수를 고려하지 않은 사하중 및 활하중에 의한 압축력
- D (mm) = 기둥의 외경 또는 각형 기둥의 단변
- B (mm) = 각형 기둥의 장변
- Lc (mm) = 기둥의 유효 길이
- a = 혼합된 골재의 종류(탄산염질 또는 규산염질), 철근 비율, 콘크리트 피복 두께, 강관의 형상(원형 또는 정사각형)등을 반영한 계수
- FR (hr) = 내화성능
D’은 기존의 단변만 고려하던 것을 각형 CFT 기둥의 단면의 장변과 단변을 고려하여 식 (3)을 도출하였다. 이러한 수치는 하중비에 따른 영향도 함께 고려하였다. 본 연구에서는 기존 무보강 CFT 기둥의 최대 내화성능 120분 제한을 180분으로 상향 조정하였다. 이는 Table 2에 제시된 매개변수 범위를 초과하는 조건들(예: 단면 최대 크기 및 콘크리트 강도 등)이 포함되어, 기존의 120분 기준을 그대로 적용할 경우 지나치게 보수적인 결과를 초래할 수 있기 때문이다.
5.1 실험 결과와의 검증
식 (2)의 정확도를 검증하기 위해, Lie and Chabot[5]의 실험 결과와 비교하였다. Fig. 12 및 Table 4에 제시된 결과에 따르면, 제안식은 평균 오차 0.420, 표준 편차 0.171, 평균 오차 1.0 이하인 Safe cases 100 %로, 보수적이면서도 신뢰할 수 있는 예측 성능을 나타냈다. 추가적으로, 제안식과의 비교에서는 AISC 식[2]이 평균 0.976로 평균 오차는 작았으나, 표준 편차가 0.411, Safe cases 63 %로 분산이 크고 비보수적인 결과를 보이는 사례가 많다. 따라서 데이터 일관성과 보수성 측면에서 제안식이 우수함을 확인하였다.
Comparison between test results and FR calculated using proposed Eq (2)
Comparison of predicted and test of FR for rectangular CFT columns based on FRnew/FRtest and FRAISC/FRtest
5.2 수치 해석 결과와의 검증
최종 검증으로 유한요소해석 결과(FRFEM) 및 실험 결과(FRtest), 제안식(FRnew), AISC 식(FRAISC)을 서로 비교하였다. Fig. 13(a)는 제안식이 유한요소해석 및 실험 결과보다 다소 보수적인 경향을 보이며, 이는 실제 하중 전달 및 열-기계 상호작용을 보다 정밀하게 모사하는 유한요소해석 대비, 실무 설계에서의 불확실성을 반영한 제안식의 보수성 때문이다. 반면, AISC 식은 Fig. 13(b)에서 확인되듯이 과대평가되는 경향을 보였으며, 이는 구조 안정성 판단에 있어 위험 요소로 작용할 수 있다.
Comparison between predicted fire resistance and FEM & test results
통계 분석 결과(Table 5), 제안식은 평균 오차 비율 0.558, 표준 편차 0.376, Safe cases 비율 95 %로 FEM 결과와의 높은 안전율를 보였다. 반면, AISC 식 (1)은 평균 오차 1.097, 표준 편차 0.625, Safe cases 비율 49 %로 상대적으로 불안전한 경향을 나타냈다. 이를 통해 제안식은 AISC 식보다 더 일관되고, 보수적이며 신뢰성 있는 내화성능 평가가 가능함을 확인하였다.
Statistical comparison of the proposed equation and AISC predictions against FEM and test of FR
6. 결 론
본 연구는 AISC에 제시된 기존 내화성능 예측식의 각형 CFT 기둥에 대한 적용을 검토하고, 이를 보완할 수 있는 새로운 예측식을 제안하는 것을 목표로 하였다.
- (1) 열-기계 커플링 해석을 통해 화재에 노출된 CFT 기둥의 내화 실험을 모델링 하였으며, 이를 실제 실험 데이터와의 비교를 통해 검증하였다. 검증 결과, CFT 기둥의 온도 분포 및 내화성능을 예측하는 데 있어 좋은 일치를 보였다.
- (2) 검증된 유한요소해석 모델을 사용하여 장변 길이, 하중비, 단면 형상비, 콘크리트 강도 등의 매개변수 연구를 수행하였다. 해석 결과, 단면 형상비가 증가할 때 내화성능이 급격히 저하되며, 하중비 증가 역시 내화성능 저하에 뚜렷한 영향을 미치는 것으로 나타났다. 이러한 경향을 바탕으로 회귀분석을 통해 각형의 장변과 단변의 변수를 고려할 수 있는 예측식을 제안하였다.
- (3) 제안식은 실혐 결과 및 FEM 결과와의 비교를 통해 정확도와 신뢰성을 검토하였으며, AISC 식과도 비교하였다. 제안식은 실험 결과 및 유한요소해석 결과 대비 평균 오차 0.558, 표준 편차 0.376, Safe cases 비율 95 %를 나타내었으며, AISC 식 대비 보수적이고 일관된 내화성능 예측이 가능한 것으로 확인되었다. 제안된 예측식은 각형 CFT 기둥의 단면 형상비에 대해 일관된 신뢰성을 제공하며, 향후 각형 CFT 기둥의 내화 설계에 있어 설계 수단으로 활용될 수 있다.
Acknowledgments
연구는 정부(과학기술정보통신부)의 재원으로 한국연구재단의 지원(RS-2024-00416604, RS-2025-00558843)에 의해 수행되었습니다.
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