프리스트레스트 보 휨강도

정의

프리스트레스트 보의 휨강도는 긴장재 인장력과 압축부 콘크리트 응력이 평형인 상태에서 구한다.

긴장재 응력을 구하는 과정이 철근콘크리트 보와 달라 계산 문제에서 자주 틀린다.

그래서 부착 여부에 따라 긴장재 응력을 구하는 방법을 나눠서 익혀야 한다.

부착과 비부착

긴장재가 콘크리트와 부착되어 있는지에 따라 계산 방식이 나뉜다.

부착 긴장재는 콘크리트와 함께 변형하므로 단면 변형률 적합으로 구한다.

비부착 긴장재는 콘크리트와 떨어져 있어 부재 전 길이의 평균 변형률을 쓴다.

비부착 긴장재는 극한강도가 낮지만 전 길이에 변형을 나눠 연성이 크다.

계산 절차

부착 긴장재의 휨강도는 다섯 단계로 계산한다.

먼저 변형률 적합으로 긴장재 변형률을 구하고 긴장재 응력을 정한다.

다음 힘의 평형으로 압축 블록 깊이를 구하고 공칭 휨강도를 계산한다.

마지막으로 강도감소계수를 곱해 설계 휨강도를 구한다.

비교

부착 긴장재와 비부착 긴장재는 여러 항목에서 차이가 난다.

응력 산정 방식이 다르고, 그 결과 비부착 긴장재의 극한강도가 낮게 나온다.

비부착 긴장재는 전 길이에 변형을 분담하므로 파괴 전 연성이 크다.

답안에서는 부착 여부를 먼저 밝혀야 감점을 막는다.

헷갈리는 점

채점에서 가장 많이 빠지는 부분은 조건 확인이다.

완전 프리스트레스트 부재에 철근이 없으면 철근 항은 쓰지 않는다.

계산은 N·mm 단위로 맞춘 뒤 마지막에 kN·m로 환산한다.

비부착 긴장재를 부착 식으로 계산하면 채점 근거가 없다.

정리

부착 긴장재는 단면 변형률 적합으로 긴장재 응력을 구한다.

비부착 긴장재는 평균 변형률 근사식으로 응력 증분을 구하고 연성이 크다.

설계 휨강도는 공칭 휨강도에 강도감소계수를 곱한 값이다.

정답은 더 낮다. 전 길이 평균 변형률을 쓰기 때문이다.