스물두줄

토목구조기술사 · 철근콘크리트 구조

PSC 거더 솟음량·신장량

PSC 거더의 솟음량과 신장량은 시공 품질을 좌우하는 핵심 값이다. 솟음량은 긴장재 편심으로 생긴 상향 처짐이고, 신장량은 긴장 중 강선이 늘어난 길이다. 두 값은 바닥판 높이와 긴장 관리에 직접 쓰이므로 함께 익혀 둔다. 긴장재가 단면 도심에서 e만큼 떨어진 편심…

주요 장면

  1. 0:02 정의와 핵심 개념
  2. 0:23 편심과 상향 작용
  3. 0:48 탄성 솟음과 순 솟음
  4. 1:15 강선 신장량
  5. 1:46 실측 보정과 관리
  6. 2:10 직접 풀기

대본

정의와 핵심 개념

PSC 거더의 솟음량과 신장량은 시공 품질을 좌우하는 핵심 값이다.

솟음량은 긴장재 편심으로 생긴 상향 처짐이고, 신장량은 긴장 중 강선이 늘어난 길이다.

두 값은 바닥판 높이와 긴장 관리에 직접 쓰이므로 함께 익혀 둔다.

편심과 상향 작용

긴장재가 단면 도심에서 e만큼 떨어진 편심 위치에 놓인다.

긴장력 P가 작용하면 M = P × e 의 모멘트가 부재에 걸린다.

단순보에서 포물선 배치를 하면 이 효과는 등분포 상향 하중으로 치환된다.

그래서 거더는 자중과 반대 방향으로 위로 솟아오른다.

탄성 솟음과 순 솟음

솟음은 긴장력에 의한 상향 변위에서 자중에 의한 하향 처짐을 뺀 값이다.

긴장 직후의 탄성 솟음은 δp, 자중 처짐은 δg로 나누어 계산한다.

순 솟음 δnet 은 δp 에서 δg 를 뺀 값이며, 양수면 상향 솟음이다.

시간 의존 변형인 크리프와 건조수축은 별도로 반영해야 최종 솟음이 나온다.

강선 신장량

강선 신장량은 긴장 중 강선이 늘어난 길이이며, 편심이 있으면 직선보다 길다.

포물선 강선의 길이는 L + 8e²/3L 로 근사한다. 여기서 e는 편심이다.

신장량은 긴장력 P, 강선 길이 Lt, 단면적 Ap, 탄성계수 Ep로 구한다.

측정 신장량과 계산값을 비교해 긴장 상태를 확인한다.

실측 보정과 관리

솟음 계산은 설계 단계의 추정치이므로 시공 중 실측으로 보정한다.

미주리 실측 연구에서는 초기 솟음 실측값이 계산값보다 평균 23% 컸다.

가장 큰 오차 원인은 제작장 측정줄의 처짐이었다.

측정 기준선 처짐과 측정 시각을 기록해 다음 계산에 반영한다.

직접 풀기

직접 풀어 보자.

포물선 배치에서 편심이 가장 큰 위치를 고른다.

정답은 중앙이다. 단부 편심은 0이고 중앙에서 최대가 된다.

신장량은 긴장력과 강선 길이, 단면적, 탄성계수로 산정한다.

솟음은 탄성 솟음과 장기 변형을 나누어 계산한다는 점을 기억하자.

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