PSC 단면 긴장재 배치 범위

PSC와 긴장재의 역할

프리스트레스트 콘크리트는 긴장재로 미리 압축응력을 걸어 두는 구조다.

하중으로 생기는 인장응력은 먼저 걸어 둔 압축이 상쇄한다.

긴장재 배치 범위는 실무 설계에서 가장 먼저 확인하는 단계다.

단면 응력과 편심

긴장재 편심 e는 단면 도심에서 긴장재 도심까지의 거리다.

상연 응력은 긴장력, 편심, 휨모멘트로 이렇게 쓴다.

하연 응력은 상연과 같은 방식에 하연 단면계수 Z2를 쓴다.

여기서 P는 긴장력, M은 휨모멘트, Z1과 Z2는 상·하연 단면계수다.

긴장재가 도심 아래에 있으면 P·e 모멘트가 하중 모멘트와 반대로 작용한다.

도입 직후와 사용 상태의 교집합

긴장재 배치 범위는 두 단계로 나눠 구한다.

도입 직후에는 초기 긴장력 Pi와 자중 모멘트 Md1로 범위를 구한다.

사용 상태에서는 유효율을 반영한 Pe와 Md2+Ml로 범위를 구한다.

두 범위가 동시에 만족되는 구간이 편심의 교집합이다.

그 안에 긴장재 도심을 놓고 긴장재 형상을 정한다.

3교시 계산 예제

3교시 문항 조건으로 계산 예제를 보자.

도입 직후 조건에서 편심 범위는 -220.7 이상 339.5 이하다.

사용 상태 조건에서는 편심 범위가 51.4 이상 695.1 이하다.

두 범위의 교집합은 51.4 이상 339.5 이하로 폭이 약 288mm다.

초기 단계의 하연 압축 조건이 가장 작은 상한을 정한다.

헷갈리는 점과 채점 포인트

시험에서 자주 틀리는 부분을 짚어 보자.

상연 응력식에는 Z1, 하연 응력식에는 Z2를 쓴다. 바꿔 대입하지 않는다.

도입 직후는 Pi, 사용 상태는 유효율을 반영한 Pe로 검토한다.

긴장재 중심과 단면 도심은 부정정 구조에서 일치하지 않는다.

정리와 직접 풀기

긴장재 배치 범위의 산정 순서를 정리한다.

먼저 상연과 하연의 응력 조건을 편심 식으로 바꾼다.

다음으로 도입 직후와 사용 상태의 편심 범위를 각각 구한다.

마지막으로 두 범위의 교집합 안에 긴장재 도심을 놓는다.

직접 풀어 보자.

정답은 339.5 mm다. 두 범위를 모두 만족해야 하므로 작은 상한을 고른다.