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1[9급 지방직 토목설계] 18년 1회차
그림과 같이 단면적 2.0cm2인 긴장재 4개가 직사각형 단면의 도심축에 균등하게 배치되었다. 프리텐션방식으로 초기 프리스트레스 1,000MPa이 긴장재에 도입될 때, 콘크리트의 탄성수축으로 인한 프리스트레스 손실응력[MPa]은? (단, 프리스트레스 긴장재의 탄성계수는 2.1×105MPa, 콘크리트의 탄성계수는 3.0×104MPa이다)
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해설

탄성수축에 의한 프리스트레스 손실은 70 MPa이다.

프리텐션 부재는 긴장재 도심 위치의 콘크리트 응력에 탄성계수비를 곱해 손실을 구한다: Δfp=nfc\Delta f_p=nf_{c}. 긴장재가 도심축에 배치되어 편심이 없으므로 콘크리트 응력은 축응력뿐이다.

n=2.1×1053.0×104=7n=\dfrac{2.1\times10^5}{3.0\times10^4}=7
Pi=1000×(4×200)=800,000 NP_i=1000\times(4\times200)=800{,}000\,\mathrm{N}
fc=800,000200×400=10 MPaf_c=\dfrac{800{,}000}{200\times400}=10\,\mathrm{MPa}
Δfp=7×10=70 MPa\Delta f_p=7\times10=70\,\mathrm{MPa}

  • 40 MPa와 50 MPa는 탄성계수비와 콘크리트 응력의 곱(70 MPa)보다 작아 손실을 과소평가한 값이다.
  • 60 MPa는 탄성계수비를 6으로 잘못 잡은 경우의 값이다.

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