Thermal Analysis of Reinforced Concrete Section Exposed to Fire

Temperature analysis, fire resistance time, reinforced concrete structure, fire

Authors

  • Natthanuch Poonpan สาขาวิชาวิศวกรรมโยธาและการบริหารการก่อสร้าง คณะวิศวกรรมศาสตร์ มหาวิทยาลัยธรรมศาสตร์
  • Panat Uppala สาขาวิชาวิศวกรรมโยธาและการบริหารการก่อสร้าง คณะวิศวกรรมศาสตร์ มหาวิทยาลัยธรรมศาสตร์
  • Saphonchet Attakarnangkoon Civil Engineering and Construction Management, Thammasat School of Engineering, Thammasat University
  • Chanachai Thongchom ภาควิชาวิศวกรรมโยธา คณะวิศวกรรมศาสตร์ มหาวิทยาธรรมศาสตร์ https://orcid.org/0000-0001-8696-8992

Abstract

This article proposes the simplified two-dimensional non-linear transient thermal analysis for temperature distribution in the reinforced concrete structure. The finite element method (FEM) is performed using the ANSYS software. In the model, the thermal properties of concrete such as thermal conductivity, specific heat, and density are used according to EN-1992-1-2. The purpose of the research is to investigate the fire resistance time of reinforced concrete structures exposed to the ISO834 standard fire curve under the temperature criteria. The beam, slab, and column with have the concrete covering according to the Thai Building Control Act (B.E. 2549) are considered.Based on the FEM results, the obtained temperature distributions are in agreement with the past experimental results. And, the concrete covering in accordance with the Thai Building Control Actprovides the fire resistance rate consistent with the value of fire resistance time proposed by the Thai Building Control Act.

Downloads

Download data is not yet available.

Author Biographies

Natthanuch Poonpan, สาขาวิชาวิศวกรรมโยธาและการบริหารการก่อสร้าง คณะวิศวกรรมศาสตร์ มหาวิทยาลัยธรรมศาสตร์

Civil Engineering and Construction Management, Thammasat School of Engineering, Thammasat University

Panat Uppala, สาขาวิชาวิศวกรรมโยธาและการบริหารการก่อสร้าง คณะวิศวกรรมศาสตร์ มหาวิทยาลัยธรรมศาสตร์

Civil Engineering and Construction Management, Thammasat School of Engineering, Thammasat University

Saphonchet Attakarnangkoon, Civil Engineering and Construction Management, Thammasat School of Engineering, Thammasat University

Civil Engineering and Construction Management, Thammasat School of Engineering, Thammasat University

Chanachai Thongchom, ภาควิชาวิศวกรรมโยธา คณะวิศวกรรมศาสตร์ มหาวิทยาธรรมศาสตร์

Department of Civil Engineering, Thammasat School of Engineering, Thammasat University

References

[1] ISO 834-1, (1999). Fire Resistance Tests—Elements of Building Construction. Part 1: General Requirement, International Standards Organization, Geneva, Switzerland.
[2] Eurocode 2, (2004). EN 1992-1-2: Design of Concrete Structures, Part 1-2: General Rules—Structural Fire Design. European Committee for Standardization, Brussels, Belgium.
[3] กฎกระทรวงฉบับที่ 60. (2549) ออกตามความในพระราชบัญญัติควบคุมอาคาร พ.ศ. 2522.
[4] ธัญวัฒน์ โพธิศิริ (2558). การออกแบบโครงสร้างเพื่อความปลอดภัยด้านอัคคีภัย. สำนักพิมพ์จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย. 401 หน้า.
[5] ASTM E119-08a, (2008). Standard Test Methods for Fire Tests of Building Construction and Materials, ASTM International, West Conshohocken, PA, 31 pp
[6] Kreith, F., Manglik, R.M. and Bohn M.S., (2011). Principles of Heat Transfer. Cengage Learning, Colorado, USA.
[7] ANSYS Inc, (2011) ANSYS: A Finite Element Computer software and User Manualfor Nonlinear Structural Analysis. Canonsburg, Pennsylvania.
[8] Lie, T. T. and Irwin, R. J. (1993). Method to calculate the fire resistance of reinforced concrete columns with rectangular cross section. ACI Structural Journal, 90(1), pp. 52-60.
[9] Wade, C. A. (1993). Summary report on a finite element program for modeling the thermal response of building components exposed to fire. Building Research Association of New Zealand., BRANZ Study Report No. 51, Judgeford, New Zealand.
[10] Gao, W. Y., Dai, J. G., Teng, J. G., and Chen, G. M. (2013). Finite element modeling of reinforced concrete beams exposed to fire. Engineering Structures, 52, pp. 488-501.
[11] Emberley, R. L. (2013). A study into the behavior of reinforced-concrete columns under fire exposures using spreadsheet-based numerical model. M.S. Thesis, Worcester Polytechnic Institute, Worcester.
[12] BS 476-20, (1987) Fire Tests on Building Materials and Structures – Part 20: Method for Determination of the Fire Resistance of Elements of Construction (General Principles). British Standards Institute, London, UK.
[13] Thongchom, C. Lenwari, A. and Aboutaha, R. (2019). Effect of Sustained Service Loading on Post-Fire Flexural Response of Reinforced Concrete T-Beams. ACI Structural Journal, 116(3), pp. 243-254.

Published

2020-07-09

How to Cite

[1]
Poonpan, N. et al. 2020. Thermal Analysis of Reinforced Concrete Section Exposed to Fire: Temperature analysis, fire resistance time, reinforced concrete structure, fire. The 25th National Convention on Civil Engineering. 25, (Jul. 2020), STR24.