파셜 프리스트레싱에 의한 휨설계

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파셜 프리스트레싱에 의한 휨설계

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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

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설계순서:

파셜 프리스트레싱에 의한 휨설계

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파셜 프리스트레싱에 의한 휨설계

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파셜 프리스트레싱에 의한 휨설계

전체사하중하 (포스트텐션)

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파셜 프리스트레싱에 의한 휨설계

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파셜 프리스트레싱에 의한 휨설계

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파셜 프리스트레싱에 의한 휨설계

(플랜지 내에 존재)

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파셜 프리스트레싱에 의한 휨설계

** 파괴강도의 검토: f_ps 의 계산 (교재 5.8.1 참조)

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파셜 프리스트레싱에 의한 휨설계

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파셜 프리스트레싱에 의한 휨설계

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파셜 프리스트레싱에 의한 휨설계

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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

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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

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휨균열의 제어 (파셜 프리스트레스트 보)

최대균열폭의 계산 (Gergely-Lutz 식 –RC보)

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휨균열의 제어 (파셜 프리스트레스트 보)

허용균열폭

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

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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

_t: 부재단으로부터 소정의 프리스트레스 가 도입된 단면까지의 거리 (전달거리 혹 은 도입길이)  측정에 의하여 계산됨

긴장재가 콘크리트 내부로 끌려들어가면서 긴장재 단부의 크기가 커지게 된다.

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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)

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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.

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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.)

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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.

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정착부의 설계

포스트텐션 보의 정착부 보강

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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

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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