철근콘크리트 장기처짐

정의

철근콘크리트 장기처짐은 지속하중 아래에서 시간이 지나며 추가로 증가하는 처짐이다.

원인은 콘크리트의 크리프와 건조수축이다.

사용성 검토에서 즉시처짐과 함께 반드시 합산해 검토해야 한다.

발생 원리

하중을 오래 두면 콘크리트는 같은 응력에서도 변형이 계속 커진다.

이 증가분이 크리프 변형이다. 건조수축은 수분 손실로 생기는 체적 감소다.

두 변형이 휨부재에서 곡률 증가로 나타나 처짐이 늘어난다.

압축철근은 크리프 변형을 구속해 처짐 증가를 억제한다.

장기처짐계수

장기처짐은 즉시처짐에 장기처짐계수를 곱해 구하는 방식이다.

장기처짐계수는 시간계수 ξ와 압축철근비 ρ′로 결정된다.

압축철근이 많을수록 분모가 커져 장기처짐이 줄어든다.

시간계수 ξ는 지속기간이 길수록 커진다.

시간계수와 재하 기간

시간계수 ξ는 하중 재하 기간에 따라 정해진다.

재하 기간이 3개월이면 ξ는 1.0이다.

6개월은 1.2, 12개월은 1.4다.

5년 이상은 기준 값을 참조한다. 재하 기간이 짧으면 과소평가하기 쉽다.

계산 예제

가상의 예로 계산한다. 단순보 중앙의 즉시처짐은 10mm, 압축철근비는 0.005로 가정한다.

분모 1 + 50ρ′는 1.25가 된다.

그러면 추가 장기처짐은 ξ를 1.25로 나눈 값에 10mm를 곱한 값이다.

감소 방안

정답은 1.5다. 분모가 1.25에서 1.5로 커져 추가 처짐이 줄어든다.

장기처짐을 줄이려면 압축철근을 늘리거나 보춤을 키운다.

동바리 존치 기간을 늘려 하중이 일찍 지속되지 않게 한다.

재령이 더 지난 뒤 마감 하중을 재하하면 크리프 변형이 줄어든다.

정리

장기처짐은 지속하중에 의한 크리프와 건조수축이 원인이다.

처짐 제한은 허용 처짐 기준과 비교한다. 즉시처짐과 장기처짐을 더해 전체 처짐을 판정한다.