- : 프리스트레싱을 할 때의 콘크리트의 압축강도.
- 프리텐션 방식에서 콘크리트의 압축강도는 30 MPa 이상
- 짧은 부재나 단부 근처 큰 휨모멘트나 전단력을 받는 부재는 35MPa 이상.
- : 프리스트레스를 준 직후, 콘크리트에 일어나는 최대 압축응력
♣♣♣ 기사 필기 92, 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.[1]
- 여러 긴장재 긴장할 때는 콘크리트 탄성 변형도 축차적으로 일어나므로 손실 고려.
- 강재와 쉬스[2]의 마찰에 의한 손실 : 포스트텐션에서만 발생.[3]
- 정착단의 활동
92
- 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.
기사 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
- 프리텐션 R = 0.800
- 포스트텐션 R = 0.855
긴장재가 단면의 도심배치 또는 편심배치되는 경우(기사 15-1, 19-1)
- .
- 의 정확한 추정은 실용상 그렇게 중요하진 않다.
- : 부재 자중에 의한 모멘트
긴장재가 단면 도심에 배치될 때(e=0) 환산단면을 쓰는 경우
- : 프리스트레스 도입 직후 PS 강재 도심 위치에서 콘크리트 압축응력
- : 프리스트레스 도입 직후 PS 강재에 작용하는 인장력(긴장재 초기 인장력)
- : 긴장 작업 시 측정하는 재킹 힘
- : 환산 단면적
긴장재가 단면 도심에 배치되고(e=0), 긴장재 단면적을 무시하여 총단면적으로 계산하는 경우(기사 13-1, 14-2, 16-2)
긴장재 단면적을 무시해버리는 경우가 약산식임.
- n : 탄성계수비
기사 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)
다수의 긴장재를 순차적으로 당김. 탄성단축도 순차적으로 일어남.
제일 먼저 긴장한 긴장재는 그 시점에서 탄성단축에 의한 손실 없음. 그러나 나머지 긴장재를 긴장하면서, 제일 먼저 긴장했던 긴장재에도 탄성손실이 생김.
제일 먼저 긴장한 긴장재 탄성변형 손실이 가장 많이, 마지막으로 정착하는 긴장재는 인장력 손실 없음.
아래 세 가지 방법으로 계산 가능.
- 제일 먼저 긴장한 긴장재 감소량 계산(4회 나누어 긴장 시 계산에 쓰이는 양은 3회)하여, 그 값의 1/2을 모든 긴장재 평균 감소량으로 보는 방법
-
- N : 긴장 횟수(긴장재 케이블 수)
- 로 해도 무방.
- 도입 순서 따라 순차 계산, 산술평균
정착장치 활동(일단 정착)에 의한 손실
[편집]
긴장재-쉬스 사이 마찰 없는 경우(프리텐션)
기사 15-3
(훅의 법칙) 양단 정착 시 ×2해준다.
- : 긴장재 길이
- : 정착장치에서 긴장재 활동량
긴장재-쉬스 사이 마찰 있는 경우(포스트텐션)
: 정착부에서 정착장치 활동으로 인해 영향 받는 긴장재 길이.
정착장치 활동량은 그림에서 삼각형 부분 면적에 비례.
p : 단위길이 당 손실되는 인장력이라 할 때,
대입하여 을 구하면
♣♣♣
포스트텐션 긴장재의 마찰에 의한 손실
위 그래프에서, 긴장하는 곳으로부터 멀어질수록 인장력 손실이 생기는 원인 2가지
- 곡률마찰 손실 : 긴장재 각도 변화(curvature)에 의한 손실
- 파상마찰 손실 : PS 강재 길이영향(length effect)에 의한 손실. PS 강재가 완벽하게 매끄럽지 않고 울퉁불퉁하기 때문에 생기는 마찰에 의한 손실.
- : 각변화 1 radian에 대한 곡률 마찰계수
적분 시
♣♣♣
인장단에서 긴장재 인장력이 라 하면
인장단으로부터 거리 x인 곳에서 긴장재 인장력
♣♣♣
파상 영향으로 인한 각변화를 이라 하면( : 계산 원하는 지점까지 PS 강재 길이)
곡률마찰 손실 식에서 α 대신 을 넣으면 된다.
♣♣♣
마찰로 인한 긴장재 인장력 손실
♣♣♣
♣♣♣
일 때(기사 15-3)
손실량 계산 시 쓰이는 각변화
♣♣♣
마찰손실을 감안하여 더 긴장하고자 할 때
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일 때 근사식은
- : 크리프 계수(1 ~ 3. 제시해줌)
기사 16-1
(훅의 법칙)
- 순 릴렉세이션 : 변형률이 일정할 때
- 겉보기 릴렉세이션 : 시간 경과에 따라 건조수축, 크리프가 일어나 변형률이 변할 때. 겉보기 릴렉세이션 손실이 더 작음.
- 는 도입직후 의 90%만 씀.
- t : 프리스트레싱 후 손실계산까지의 시간(hour)
저 릴렉세이션 강재를 쓴 프리텐션 부재
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저 릴렉세이션 강재를 쓴 포스트텐션 부재
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위 식들에서 크리프와 건조수축 영향 반영을 위해 대신 사용.
- γ : PS 강재의 겉보기 릴렉세이션 값(PS 강선 : 5%, 강봉 : 3%)
- ↑ 전찬기 외 (2015). 《토목기사 필기 철근콘크리트 및 강구조》. 성안당. 343쪽.
- ↑ 포스트텐션 방식에서 강재 삽입 위해 뚫어두는 구멍을 덕트(duct)라 하고 덕트 형성을 위해 쓰이는 관을 쉬스(sheath)라 함.
- ↑ 한솔아카데미 (2020). 《토목기사 블랙박스 하권》. 14쪽.
- 신현묵. 《프리스트레스트 콘크리트》 10판. 동명사.
- KCS 14 20 53 :2018 프리스트레스트 콘크리트
- 전찬기 외 (2015). 《토목기사 필기 - 철근콘크리트 및 강구조》. 성안당.