파셜 프리스트레싱에 의한 휨설계

파셜 프리스트레싱에 의한 휨설계

파셜 프리스트레싱에 의한 휨설계

강도이론에 의한 파셜 프리스트레스 보의 휨설계

설계강도를 소요강도와 같게 되도록 콘크리트의 단면과 강재량을 결정 (콘크리트 단면 계산시 보의 파괴시 긴장재 응력을 0.9f_pu 로 보고 계산) (파괴시의 저항 모멘트의 팔길이는 PS 긴장재 도심으로부터 플랜지 두께 중심까지의 거리와 같다고 봄)

사용하중하에서의 처짐과 균열 검토

 단면 수정

설계순서:

파셜 프리스트레싱에 의한 휨설계

파셜 프리스트레싱에 의한 휨설계

파셜 프리스트레싱에 의한 휨설계

전체사하중하 (포스트텐션)

파셜 프리스트레싱에 의한 휨설계

파셜 프리스트레싱에 의한 휨설계

파셜 프리스트레싱에 의한 휨설계

(플랜지 내에 존재)

파셜 프리스트레싱에 의한 휨설계

** 파괴강도의 검토: f_ps 의 계산 (교재 5.8.1 참조)

파셜 프리스트레싱에 의한 휨설계

파셜 프리스트레싱에 의한 휨설계

파셜 프리스트레싱에 의한 휨설계

파셜 프리스트레싱에 의한 휨설계

(환산균열단면과 모멘트-처짐관계를 기초로 해석한 결 과 처짐과 피복두께가 설계기준의 규정을 만족할 경우)

** 인장철근을 추가하는 방식의 파셜 프리스트레스보 설계는 예제 6.6을 참조할것

휨균열의 제어 (파셜 프리스트레스트 보)

균열폭에 관계되는 요인들

** 위의 모든 요소들을 고려한 제어 및 조절방법은 현재로서는 존재하지 않 음

현단계에서는 : 1) 콘크리트에 일어나는 인장응력을 제한

2) 계산으로 얻어지는 최대 균열폭을 허용균열폭 이하로 제 한

하는 방법을 사용하고 있음

휨균열의 제어 (파셜 프리스트레스트 보)

최대균열폭의 계산 (Gergely-Lutz 식 –RC보)

휨균열의 제어 (파셜 프리스트레스트 보)

허용균열폭

** 1) 콘크리트의 휨인장 응력이 설계인장강도의 60% 이하일 경우 무시 2) 부착되지 않은 긴장재 사용시 보강철근을 반드시 배치해야 한다.

전달길이와 정착길이 (프리텐션)

프리텐션 부재에서는 긴장재와 콘크리트 사이의 부착에 의하여 프리스트 레스가 도입된다.

프리텐션 부재의 경우 정착단이 존재하지 않기 때문에 부재단에 가까운 PS 긴장재는 어느 길이만큼 미끄러져 들어간 후에 정착된다.

l

긴장재가 콘크리트 내부로 끌려들어가면서 긴장재 단부의 크기가 커지게 된다.

전달길이와 정착길이 (프리텐션)

전달길이에 영향을 미치는 요소 1) 긴장재에 걸리는 인장력

2) 긴장재의 지름

3) 긴장재의 단면형태 4) 긴장재의 표면상태 5) 콘크리트의 품질 6) 재킹 힘의 해제 속도

정착길이: 긴장재가 초과하중 작용시 그 파괴응력 f_ps 에 도달하는 데 필요 로 하는 부착길이 (부착에 의하여 정착력이 긴장재의 파괴시까 지 견디어내는데 필요로 하는 길이)

전달길이와 정착길이 (프리텐션)

전달길이와 정착길이

** PS 강연선 (3연선 또는 7연선) 의 부착이 부재단부까지 연속되지 않고, 또 사용하중에 의한 콘크리트의 인장응력을 허용응력까지 용인할 경우, 그 정착길이는 위 식으로 계산된 값의 2배를 취해야 한다.

정착부의 설계

국부하중의 발생: 하중의 집중이나 단면형상의 갑작스러운 변화가 있을경 우

PSC 보에서도 프리스트레스에 의해 응력집중이 발생하게 된다.

이러한 국부응력에 대해: 발생응력을 정량적으로 구하기 어려운 경우는 가 외철근을, 응력상태를 정량적으로 계산할 수 있는 경우는 허용응력설계 방 법으로 보강철근을 배치한다. (RC 구조물 설계)

예) 포스트텐션보 (프리텐션보의 경우는 덜 가 혹하다.)

(** 이 예에서는 부재의 자중을 무시하고 있다.)

정착부의 설계

아래 등응력선은 유한요소해석에 의해 구해진 응력의 분포이다.

이러한 응력집중 현상으로 낮은 하중상태에서도 콘크리트는 단부 에서 비탄성 거동을 나타내기 때 문에 단부에 대한 보강을 해주어 야 한다.

정착부의 설계

포스트텐션 보의 정착부 보강

정착부의 설계

포스트텐션 보의 정착부 보강

1) 정착부에서의 파열인장과 할렬인장에 대비하여 폐쇄 스터럽을 배치한 다.

** Gergely-Sozen 의 단부보강 철근량 계산식 (교재참조 (만 할것)) 일반적으로 설계기준에서 주어주는 정착부 표준설계를 따르면 됨.

2) 지압판에서의 축방향 압축력의 집중 (지압응력) 에 대한 검토

정착부의 설계

지압판의 외측에서 발생가능한 할렬균열 및 파열을 막기 위해 추가적인 철 근을 배치하여 준다.

프리텐션보의 단부보강:

Marshall – Mattock 제안식

스터럽의 허용인장응력

위 식에서 구해진 스터럽을 부재단으로부터 h/5 구간에 균등하게 배분