토목기사 요약/철근콘크리트 및 강구조/프리스트레스 도입과 손실

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도입과 손실[편집]

(안전율)

fci' : 프리스트레스를 도입(재킹)할 때의 콘크리트 자체 응력(강도)
프리텐션 : 30MPa 이상[1]
포스트텐션 : 25MPa 이상(이거 맞나...)
→ 프리스트레스 힘보다 커야 안전
fci : 프리스트레스를 도입(재킹)한 직후 콘크리트에 도입된(남은) 응력

프리스트레스 손실 원인[편집]

♣♣♣ 13-1, 18-1, 18-2 / 실기

  • 즉시손실
    • 탄성변형에 의한 손실
      • 포스트텐션 방식
        • 긴장재 하나만 긴장할 때는 콘크리트 변형 발생 후 긴장력 측정하므로 손실 고려할 필요 없음.[2]
        • 여러 긴장재 긴장할 때는 콘크리트 탄성 변형도 축차적으로 일어나므로 손실 고려.
    • 강재와 쉬스[3]의 마찰에 의한 손실 : 포스트텐션에서만 발생.[4]
    • 정착단의 활동
  • 시간적 손실
    • 콘크리트 크리프
    • 건조수축
    • 긴장재 릴렉세이션

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  • 프리텐션 부재가 포스트텐션 부재보다 프리스트레스 손실량이 약간 더 큼.(콘크리트 건조수축, 크리프에 의한 프리스트레스 손실량)
  • 프리, 포스트텐션 두 경우 모두 건조수축, 크리프에 의한 손실이 큰 몫 차지.

감소율(손실율), 유효율[편집]

14-1 딱히 공식이랄 건 없고 그냥 상식적으로 이해하면 됨.

초기 프리스트레싱 Pi : 재킹(Jacking)력에 의한 콘크리트 탄성수축, 긴장재와 시스의 마찰때문에 감소된 힘

유효 프리스트레싱 Pe : 초기 프리스트레싱이 콘크리트 건조수축 및 크리프, 긴장재의 릴렉세이션에 의해 감소된 힘


문제

T형 PSC 보에 설계하중을 작용시킨 뒤 처짐이 0이었다. 프리스트레스 도입단계부터 부착된 계측장치에서 상부 탄성변형률이 였다. , , 유효율 R = 0.85일 때 강재 초기 긴장력 Pi는?


Pi = 1606 kN

즉시 손실[편집]

콘크리트 탄성수축에 의한 손실[편집]

프리텐션[편집]

긴장재가 단면의 도심배치 또는 편심배치되는 경우(15-1, 19-1)

  •  : 프리스트레스 도입 직후 PS 강재 도심 위치에서 콘크리트 압축응력
  •  : 부재 자중에 의한 모멘트

긴장재가 단면 도심에 배치되고(e=0), 긴장재 단면적을 무시하여 총단면적으로 계산하는 경우[5](13-1, 14-2, 16-2)

긴장재 단면적을 무시해버리는 경우가 약산식임.

  • n : 탄성계수비
  •  : 긴장 작업 시 측정하는 재킹 힘

18-3

단면이 400×500mm이고 150mm2의 PSC강선 4개를 단면 도심축에 배치한 프리텐션 PSC부재가 있다. 초기 프리스트레스가 1000MPa일 때 콘크리트의 탄성변형에 의한 프리스트레스 감소량은? (단, n = 6)


정착장치 활동(일단 정착)에 의한 손실[편집]

긴장재-쉬스 사이 마찰 없는 경우(프리텐션)

15-3

(훅의 법칙) 양단 정착 시 ×2해준다.

긴장재 마찰에 의한 손실[편집]

포스트텐션 긴장재의 마찰에 의한 손실 일 때(15-3, 20-1+2)의 약산식


20-1+2

PSC2.png

지간장 20m, 일 때 프리스트레스 근사적인 감소율은? 각은 radian으로 표시됨.


시간적 손실[편집]

콘크리트 크리프에 의한 손실[편집]

19-3

Φ : 크리프 계수(1 ~ 3. 제시해줌)

콘크리트 건조수축에 의한 손실[편집]

16-1

(훅의 법칙)

긴장재 릴렉세이션에 의한 손실[편집]

γ : PS 강재의 겉보기 릴렉세이션 값(PS 강선 : 5%, 강봉 : 3%)

각주[편집]

  1. KCS 14 20 53 :2018 프리스트레스트 콘크리트
  2. 전찬기 외 (2015). 《토목기사 필기 철근콘크리트 및 강구조》. 성안당. 343쪽. 
  3. 포스트텐션 방식에서 강재 삽입 위해 뚫어두는 구멍을 덕트(duct)라 하고 덕트 형성을 위해 쓰이는 관을 쉬스(sheath)라 함.
  4. 한솔아카데미 (2020). 《토목기사 블랙박스 하권》. 14쪽. 
  5. 신현묵. 《프리스트레스트 콘크리트》 10판. 동명사. 

참고 자료[편집]

  • 전찬기 외 (2015). 《토목기사 필기 - 철근콘크리트 및 강구조》. 성안당. 
  • 신현묵. 《프리스트레스트 콘크리트》 10판. 동명사.