토목기사 프리스트레스트 콘크리트 핵심정리

프리스트레스를 주는 방식은 강재를 긴장하는 시점으로 나눕니다.

1. 프리텐션: 강재를 먼저 긴장 → 콘크리트 타설·경화 → 강재를 풀어 부착력으로 힘 전달
2. 포스트텐션: 덕트를 묻고 콘크리트 타설·경화 → 강재 긴장 → 정착장치로 고정(그라우팅)
3. 현장에서 만드는 큰 교량 거더는 주로 포스트텐션을 씁니다.

틀린 선지

• 프리텐션 방식: 콘크리트를 치기 전에 강재를 먼저 긴장해 두는 방식입니다.
• 롱라인 방식: 프리텐션 방식에서 긴 베드에 여러 부재를 한 번에 만드는 방법입니다.
• 하중평형 개념: 프리스트레스를 해석하는 개념으로, 긴장 방식이 아닙니다.

프리스트레스 손실은 도입할 때 생기는 것과 시간이 지나며 생기는 것으로 나눕니다.

1. 도입 시 손실: 탄성수축, 마찰(포스트텐션만), 정착장치 활동
2. 시간적 손실: 크리프, 건조수축, PS 강재 릴랙세이션
3. 프리텐션은 덕트가 없으므로 강재와 덕트 사이 마찰 손실이 생기지 않습니다.

틀린 선지

• 콘크리트의 탄성수축: 프리텐션 부재에서도 강재를 풀 때 즉시 일어나는 손실입니다.
• 콘크리트의 크리프: 프리텐션 부재에서도 시간이 지나며 일어나는 손실입니다.
• 콘크리트의 건조수축: 프리텐션 부재에서도 시간이 지나며 일어나는 손실입니다.

응력 개념은 PSC 를 탄성체로 보고 축력과 편심 휨을 겹쳐 응력을 구합니다.

1. P/A = 1,200,000 ÷ (300 × 600) = 1,200,000 ÷ 180,000 ≈ 6.67MPa
2. Z = 300 × 600² ÷ 6 = 18,000,000mm³
3. P·e/Z = 1,200,000 × 100 ÷ 18,000,000 ≈ 6.67MPa
4. 하연: 6.67 + 6.67 = 13.33MPa (압축), 상연: 6.67 − 6.67 = 0
5. 검산: 편심 100mm 가 핵 반경 h/6 = 100mm 와 같아 상연 응력이 정확히 0 이 되는 것이 맞습니다.

틀린 선지

• 6.67MPa (압축): 편심에 의한 휨 효과를 빠뜨리고 P/A 만 구한 값입니다.
• 0: 상연(위 끝)의 응력입니다.
• 20.0MPa (압축): 단면계수를 bh²/12 로 잘못 계산한 값입니다.

하중평형 개념은 휘어진 PS 강재가 보를 위로 밀어 올리는 힘으로 바깥 하중 일부를 상쇄한다고 보는 개념입니다.

1. 식: u = 8 × P × s ÷ L²
2. 분자: 8 × 1,000 × 0.2 = 1,600
3. 분모: 10² = 100
4. u = 1,600 ÷ 100 = 16kN/m
5. 검산: 상향력이 만드는 가운데 모멘트 uL²/8 = 16 × 100 ÷ 8 = 200kN·m 이 P × s = 1,000 × 0.2 = 200kN·m 과 같습니다.

틀린 선지

• 8kN/m: 식의 8 대신 4 를 쓴 값입니다.
• 32kN/m: 식에 2 를 더 곱한 값입니다.
• 4kN/m: 8 대신 2 를 쓴 값입니다.