P.C의 기초이론

P.C의 기초이론

   콘크리트는 압축응력에 대해서는 강하나 인장응력에는 매우 약하다.   콘크리트에 프리스트레스가 주어지면 압축응력이 생기고 이 압축응력은 하중에 의해 생기는 인장응력을 상쇄시키므로 하중에 의한 인장균열을 방지할수있다.  이러한 PC의 기초이론은 다음과 같이 서로 다른 세가지 개념으로 설명할 수 있다.

  1) 균등질보 개념(응력개념) : HOMOGENOUS BEAM, STRESS CONCEPT

     콘크리트에 프리스트레스가 가해지면 콘크리트가 탄성재료로 전환된다는 개념이며, 프랑스 Freyssinet 가 제안한 것으로 가장 널리 통용되는 개념이다.   이 개념에 따르면 콘크리트는 두 종류의 힘을 받게된다.하나는 프리스트레싱에 의한 힘이고 다른하나는 하중에 의한 힘이다. 따라서,하중에 의한 인장응력을 프리스트레싱에 의한 압축 응력이 상쇄시킬수 있으므로 하중에 의한 균열을 방지할수있다.
콘크리트에 균열이 발생하지 않는한 하중과 프리스트레싱에 의해 일어나는 응력,변형도,처짐 등을 각각 별개로 계산할수 있으며 필요한 경우에는 이들을 합산할수 있다.

  2) 내력 개념(강도개념) : INTERNAL FORCE, STRENGTH CONCEPT

     PC와 RC를 같이 생각하여 콘크리트는 압축력을 받고 긴장재는 인장력을 받게하여 두 힘의 우력 모멘트로 외력에 의한 휨모멘트에 저항한다는 개념이다.

  3) 하중 평형의 개념 : LOAD BALANCING CONCEPT
 
     프리스트레싱의 작용과 부재에 작용하는 하중을 비기게 하자는데 목적을 둔 개념으로 T.Y.LIN이 주장한 것이다.    프리스트레싱의 작용이 연직하중과 비긴다면 휨부재는 주어진 작용하에서 휨응력을 받지 않게 된다. 결국, 휨부재는 직응력만을 받는 부재로 전환케되어 복잡한 구조물의 설계와 해석을 단순화 시킨다. 이 경우 긴장재는 마치 현수교의 CABLE과 같은 역할을 하게된다.   이 개념에는 콘크리트를 자유물체도로 보아야하고 또 긴장재는 콘크리트에 작용하는 힘으로 바꾸어 놓아야 한다.