PSC 압력선과 핵심

정의

압력선과 핵심은 PSC 단면의 응력을 한눈에 보게 해 주는 개념이다.

압력선은 긴장재 힘의 작용점을 이은 선이다.

핵은 압축력이 작용해도 인장응력이 생기지 않는 편심 범위를 뜻한다.

긴장재 편심과 응력

RC 보는 인장측 콘크리트에 균열이 생기기 쉽다.

PSC 는 긴장재를 미리 당겨 콘크리트에 압축응력을 도입한다.

긴장력 P 가 도심에서 e 만큼 떨어지면 축력과 휨이 함께 생긴다.

응력은 축력과 휨을 중첩하여 구하며, 외력 모멘트 M 도 같은 방식으로 더한다.

이 중첩 식이 PSC 단면 응력 검토의 출발점이다.

압력선과 핵

압력선 편심은 합성 모멘트 M 을 긴장력 P 로 나눈 값이다.

편심이 핵 경계 안에 있으면 단면에 인장이 생기지 않는다.

핵 밖으로 나가면 해당 연단에 인장응력이 발생한다.

핵점 거리는 단면계수 Z 를 단면적 A 로 나눈 값이며 상하를 따로 구한다.

계산 예

가상의 직사각형 PSC 보로 계산 절차를 따라가 본다.

단면적 A 는 b 곱하기 h 이고, 단면계수 Z 는 bh² 를 6 으로 나눈 값이다.

Z 를 A 로 나눈 값이 핵점 거리이며, 여기서는 133.3mm 이다.

긴장력 P 는 3000kN, 휨모멘트 M 은 900kN·m 로 둔다.

압력선 편심은 M 을 P 로 나눈 300mm 이고, 핵점 거리보다 크다.

흔한 실수와 시험 포인트

가장 흔한 감점은 핵 거리를 도심 기준이 아닌 임의 기준으로 계산하는 것이다.

상연 핵과 하연 핵을 하나의 값으로 합쳐 쓰는 것도 감점 대상이다.

긴장재 편심에는 부호를 붙여 압력선 위치를 해석한다.

도입 직후 콘크리트 강도는 최대 압축응력의 1.7배 이상이어야 한다.

두 기준은 적용 시점이 달라 함께 검토한다.

정리와 확인

이번 장을 정리한다. 압력선은 긴장력의 작용선이고, 핵은 인장이 생기지 않는 편심 범위다.

핵점 거리는 Z 를 A 로 나눠 상하를 따로 구한다.

긴장재 편심은 핵 범위와 시공 조건을 함께 보고 정한다.

핵 밖이면 인장균열이나 과도한 압축이 생기므로 배치를 조정한다.

마지막으로 무인장 조건을 직접 풀어 보자.