크리프 응력 재분배

정의

크리프 응력 재분배는 지속하중 아래 시간에 따라 증가하는 크리프 변형으로 응력이 달라지는 현상이다.

같은 하중이 오래 걸려 있으면 콘크리트가 조금씩 줄어들고, 힘은 덜 줄어든 부재 쪽으로 옮겨 간다.

핵심 키워드는 크리프, 시간 의존 변형, 응력 재분배, 탄성계수 감소다.

구조와 원리

콘크리트는 크리프가 커서 변형이 늘어나고, 철근과 강재는 크리프가 거의 없다.

그래서 장기에는 철근이 받는 힘이 커지고 콘크리트 응력은 줄어든다.

변형이 자유롭지 못하면 그 변형은 구속 응력이 되어 하중이 옮겨 간다.

구조 형식별 재분배

재분배는 구조 형식에 따라 나타나는 양상이 다르다. 대표 유형은 셋이다.

합성 단면에서는 콘크리트 유효 탄성계수가 줄어 강재 분담이 커진다.

연속보에서는 크리프가 지점 부모멘트를 줄이고 경간 정모멘트를 늘린다.

PS 부재에서는 크리프와 건조수축, 강재 이완으로 긴장력이 줄어 손실이 커진다.

유효 탄성계수

장기 해석에서는 콘크리트 탄성계수를 크리프 계수로 보정해 쓴다.

유효 탄성계수는 Ec를 1 더하기 φ로 나눈 값이다.

이 값으로 탄성계수비를 다시 구해 장기 하중 분담을 계산한다.

φ가 1이면 1+φ는 2이므로 유효 탄성계수는 Ec의 절반이다.

흔한 실수

크리프를 탄성 변형과 같이 쓰면 감점이 크다. 크리프는 시간 의존 변형이다.

재분배 방향도 자주 틀린다. 모든 부재의 응력이 줄어든다고 쓰면 안 된다.

재분배는 강성이 큰 부재와 여분 구조 쪽으로 하중이 옮겨 가는 것이다.

단순보는 정정 구조라 크리프만으로 반력이 바뀌지 않는다.

핵심 정리

핵심을 한 번 더 정리한다.

정의는 지속 하중에 의한 시간 의존 변형이고, 재분배는 강성이 큰 쪽으로 이동하는 것이다.

부정정 구조와 합성 기둥에서 뚜렷하며, 크리프는 인장 응력을 완화하는 작용도 한다.

해석에서는 응력 완화의 이득과 장기 처짐 증가를 함께 평가해야 한다.