프리캐스트 콘크리트 구조물: 유형, 액세서리 및 디자인

프리스트레스트 프리캐스트 콘크리트: 사전 인장 및 사후 인장 작동 방식

프리스트레싱과 프리캐스트 콘크리트의 조합은 구조 엔지니어링에서 가장 강력한 도구 중 하나입니다. 서비스 하중이 가해지기 전에 콘크리트를 사전 압축함으로써 엔지니어는 콘크리트 열화의 주요 형태인 인장 균열을 효과적으로 제거하고 기존의 강화 단면으로는 구조적으로 불가능하거나 경제적으로 비현실적인 스팬을 달성할 수 있습니다.

사전 인장: 표준 프리캐스트 접근 방식

프리텐션 프리캐스트 콘크리트에서는 콘크리트가 타설되기 전에 주조 베드 끝의 교대 사이에 고강도 강철 가닥이 늘어납니다. 스트랜드(일반적으로 270등급 저이완, 직경 0.5 또는 0.6인치)는 잭으로 연결됩니다. 최대 인장 강도의 약 70% 또는 약 189,000psi . 그런 다음 인장된 스트랜드 주위에 콘크리트가 배치됩니다. 콘크리트가 적절한 강도에 도달하면 스트랜드가 풀리고 사전 압축이 결합을 통해 요소로 전달됩니다. 이는 전 세계 거의 모든 프리캐스트 공장에서 속이 빈 코어 판자, 이중 티, 교량 대들보 및 프리스트레스트 벽 패널을 제조하는 데 사용되는 방법입니다.

프리캐스트 요소의 포스트텐셔닝

포스트텐셔닝 하드웨어(덕트, 앵커, 커플러 및 트럼펫 플레이트)는 요소를 세운 후 프리스트레스를 적용해야 하거나 여러 프리캐스트 세그먼트의 요소를 연속 구조 단위로 결합해야 하는 경우에 사용되는 프리캐스트 콘크리트 액세서리의 특수 범주를 나타냅니다. 예를 들어, 분할 교량 건설은 일반적으로 길이가 8~12피트인 프리캐스트 세그먼트를 사용하고 조립한 다음 포스트 인장을 가해 200~400피트의 연속 거더로 만듭니다. 각 포스트텐셔닝 텐던은 300~1,500kips의 프리스트레스력을 지탱할 수 있습니다. 가닥 수와 기하학에 따라 다릅니다.

장기 프리스트레스 손실

엔지니어는 강연선의 크기를 결정하고 초기 재킹 하중을 지정할 때 프리스트레스 손실을 고려해야 합니다. 프리스트레스 요소의 사용 수명 동안 손실의 주요 원인은 다음과 같습니다.

• 탄력 단축 — 강연선 풀림 시 즉각적인 손실, 일반적으로 사전 인장된 요소에 대한 초기 프리스트레스의 6~8%
• 크리프 — 지속적인 하중 하에서 시간에 따른 변형으로, 50년 수명 동안 유효 프리스트레스의 5~12%를 차지합니다.
• 수축 — 콘크리트가 건조됨에 따라 부피가 감소하여 4~8%의 추가 손실이 발생합니다.
• 강철의 휴식 — 일정한 변형률에서 강연선 응력의 점진적인 손실, 50년 동안 낮은 이완 강연선의 경우 약 2%

총 장기 손실은 일반적으로 초기 재킹 힘의 15~25% 범위입니다. 즉, 33,000lbs까지 잭킹된 강연선은 설계 수명 전반에 걸쳐 25,000~28,000lbs의 유효 프리스트레스를 전달하도록 설계되어야 하며 단면 설계에서는 균열 모멘트와 처짐을 계산할 때 감소된 사전 압축을 고려해야 합니다.