주탑 케이블 정착부 강봉설계시 긴장력 손실량 적용사례는 아래와 같으며, 설계자에 따라 최소 5.8%에서 최대 23.5%의 초기긴장력으로 설계하고 있습니다.
주탑 케이블 정착부 설계시 긴장력 손실량 적용사례
손실량을 적게 산정하는 설계자는 강봉 업체에서 제공하는 릴렉세이션 (4%이하)을 기준으로 설계에 반영하고,
손실량을 크게 산정하는 설계자는 도로교 설계기준의 간이계산법에 의한 손실량 계산 으로 설계에 반영하기 때문에 차이가 크게 발생합니다.
그래서 본 검토에서는 도로교 설계기준(한계상태설계 법)에 명시되어 있는 식을 적용하여, 강봉은 손실량을 산정하고, 기존의 적용사례들과 비교, 검토하고자 합니다.
(1) 정착장치에서의 활동에 의한 손실
도로교 설계기준(한계상태설계법) 5.6.7.4 (2) ③ 정착장치에서의 손실 해설에 따라,
“(2) ③ 나사식 이나 단추식의 정착장치에서는 활동량이 작기 때문에 무시할 수 있지만 ~”을 적용하면 활동에 의한 손실을 무시하는 것이 타당할 것으로 판단되나,
European Technical Approval <디비닥(ETA-05/0123), 후레시넷(ETA-09/0169)> 자료에 따르면,
다음과 같이 명시되어 있습니다.
① 나사선가공을 한 원형강봉에 대해서 디비닥에서는 0.7mm
② 길이 4m이하의 short bars에 대해서 후레시넷에서는 Φ40mm미만 : 0.5mm, Φ40mm이상 : 0.7mm
따라서, 이를 기준으로 정착장치 활동에 의한 손실량을 계산하면 다음과 같습니다.
(2) 긴장재와 쉬스 사이의 마찰에 의한 손실
도로교 설계기준(한계상태설계법) 5.6.7.4 (2) 식 5.6.11을 이용해서 마찰에 의한 손실량을 산정하면 다음과 같습니다.
파상마찰계수 (κ)는 0.001~0.007(1/m), 곡률마찰계수 (μ)는 직선배치이므로 무시함.
(3) 콘크리트 탄성변형에 의한 손실
도로교 설계기준(한계상태설계법) 5.6.7.4 (2) 식 5.6.10을 이용해서 탄성변형에 의한 손실량을 산정하면 다음과 같습니다.
(1) 콘크리트의 크리프계수 산정
도로교 설계기준(한계상태설계법) 5.5.1.4 (1) 식 5.5.16~22를 이용해서 크리프계수를 산정하면 다음과 같습니다.
(2) 콘크리트 건조수축 변형량 산정
도로교 설계기준(한계상태설계법) 5.5.1.5 (1) 식 5.5.30~34를 이용해서 콘크리트의 건조수축 변형률을 산정하면 다음과 같습니다.
(3) 릴렉세이션에 의한 프리스트레스 손실량 산정
도로교 설계기준(한계상태설계법) 5.5.3.2 (7) 식 5.5.52를 이용해서 릴렉세이션에 의한 손실량을 산정하 면 다음과 같습니다.
Class 2 : 저 릴렉세이션 긴장재
(4) 콘크리트 크리프와 건조수축에 의한 콘크리트 변형 및 강재의 릴렉세이션에 의한 응력 감소로 인한 장기손실량
도로교 설계기준(한계상태설계법) 5.6.7.4 (3) 식 5.6.12를 이용해서 지속하중하에서의 장기손실량을 산 정하면 다음과 같습니다.
손실량과 손실율을 정리하면 아래 표와 같이 123.86MPa가 손실하여 초기 긴장력대비 약 16.8% 감소합니다.
상기의 결과는 도로교 설계기준에서 제시하고 있는 간이계산법에 의한 손실량(160MPa)보다 작게 산정되었으며,
강봉의 제원이나 간격, 주탑 단면에 따라 손실량은 달라지므로 각 상황에 맞게 적용하는 것이 필요하다고 판단됩니다.
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