RC부재의 처짐

 

RC부재의 처짐

  1) 서 론

     구조물은 외력에 의하여 안전해야 할뿐아니라, 부재의 과다한 처짐, 균열, 진동 등으로 인한 구조물의기능상 지장이 없도록 사용성(Servicability)도 확보해야 한다. 부재의 안전성은 극한하중에의하여 검토되지만,처짐이나 균열등 사용성은 사용하중(Service - Load)에 의하여 검토한다.

     철근콘크리트부재의 처짐은 즉시처짐과 장기처짐으로 구분한다.

  2) 즉시처짐(탄성처짐)

     하중이 재하되자마자 일어나는 처짐으로 사용하중하에서 부재는 탄성거동을 하며 역학적으로 쉽게 구할수 있다.

     ① 균열 발생전 2차모멘트
        인장측 콘크리트에 균열이 발생하지 않으면 전단면을 유효하다고 보고 총단면에 대한 2차모멘트 I_g를 사용한다. 이때 철근은 보통 무시한다.

     ② 균열 발생후 2차모멘트

        시방서에서는 유효단면 2차모멘트로서 다음값을 제시하고 있다.

       

           여기서, M_cr = 균열모멘트 ( Ơ_ruʻI_g/y_t )

                   Ơ_ru = 콘크리트의 파괴계수 ( = 2,0√Ơ_ck )

                   M_a = 최대모멘트

                   I_cr = 균열환산단면의 2차모멘트

                      =⅓bx³ + nA_s(d-x)²

                       ( x는 ½bx² + nA_s(d-x) = 0 에서 구함 )

                   일반적으로 I_g> I_e> I_cr의 범위에 있고, 실용상 I_e≒ I_cr을 사용하기도한다.

      ③ 연속보의 처짐

         연속보의 평균 I_e = (정모멘트단면의 I_e + 부모멘트단면의 I_e )/2

         연속보의 지간중앙 처짐

               Δi = 5wl⁴/384EI_e - Ml²/8EI_e

  3) 장기처짐

     장기적인 처짐은 주로 콘크리트의 Creep 과 건조수축으로 인하여 시간의 경과와 더불어 진행되는 처짐
     이다. 시방서에서는 실험에 근거된 계수 λ를 지속하중(주로 사하중)에 의한 탄성처짐에 곱하여 추정한
     다

                       ξ        여기서,ξ= 지속하중의 재하시간에따르는 계수(5년이상:2.0)
              λ = ─────
                    1 + 50p'            p'=As'/bd(압축철근비)

  4) 결  론

     시방서에서는 휨부재의 최소두께를 규정함으로써 처짐을 간접적으로 규제하고있다. 그러나, 다음의 경
     우에는 처짐을 계산하고 허용한계를 확인해야 한다.

     ① 최소 두께의 규정을 만족하지 않는 경우

     ② 과도한 처짐에 의해 손상되기 쉬운 칸막이 등을 지지하거나 이들에 부착된 부재