개념 한 쪽
프리스트레스트 콘크리트는 강선을 당겨 콘크리트에 미리 힘을 넣는 구조다. 이 힘은 시간이 지나며 줄어들 수 있고, 줄어드는 원인은 발생 시점에 따라 구분한다. 구조의 장점과 내화성 같은 유의점도 함께 판단한다.
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출제기준 단원 「프리스트레스트 콘크리트」의 공개 문제 3개를 묻는 꼴별로 나누면 이렇습니다.
| 묻는 꼴 | 문제 수 | 무엇을 묻나 |
|---|---|---|
| 손실 시점을 구분한다 | 1 | 릴렉세이션이 즉시 손실인지 지연 손실인지 판단한다 |
| 장점과 유의점을 판별한다 | 1 | 프리스트레스트 콘크리트의 장점과 내화성 유의점을 가른다 |
| 장점의 범위를 가린다 | 1 | 강성 증대가 절대적 장점인지 판단한다 |
프리스트레스트 콘크리트는 콘크리트에 강선을 당겨 힘을 미리 넣어주는 공법이다. 이렇게 넣은 힘은 콘크리트가 하중을 받기 전에 압축 상태를 만들고, 균열을 줄이는 방향으로 작용한다.
프리스트레스 손실은 발생 시점에 따라 즉시 손실과 지연 손실로 나눈다. 즉시 손실은 강선을 당긴 직후에 생기는 마찰 손실과 정착 장치에서 조금씩 미끄러지는 셋팅 손실 등이다. 지연 손실은 시간이 흐르면서 서서히 생기는 손실이다.
지연 손실에는 콘크리트 크리프, 콘크리트 건조수축, 강재 릴렉세이션이 있다. 릴렉세이션은 강재가 긴장된 상태에서 시간이 지나며 힘이 조금씩 빠지는 현상이므로 지연 손실에 속한다. 크리프와 건조수축은 부재 길이를 줄여 프리스트레스를 감소시키는 원인이 된다.
프리스트레스트 콘크리트의 장점은 균열 방지와 균열 지연, 내구성 향상, 부재 단면 축소, 경량화, 장경간 적합성, 복원성 우수 등으로 설명한다. 충격을 받았을 때 잘 견디는 점도 장점으로 제시된다. 다만 강성은 부재 형상과 프리스트레스량에 따라 달라지므로 절대적인 장점으로 단정하지 않는다.
고강도 강선을 사용하는 점은 내화성에서 유의점이 된다. 강선이 고온에 노출되면 강도가 급격히 떨어질 수 있고, 강선 보호를 위해 피복두께를 일반 철근콘크리트보다 두껍게 해야 하므로 내화성이 일반 철근콘크리트보다 낮을 수 있다.
프리스트레스 손실 문제는 발생 시점을 뒤바꾸어 출제한다. 릴렉세이션을 긴장 직후의 즉시 손실로 분류하면 틀린 설명이 된다. 크리프와 건조수축으로 프리스트레스가 증가한다고 하면 인과관계가 어긋난다.
장점 문제는 내화성과 강성을 함정으로 쓴다. 프리스트레스트 콘크리트가 내화성에서 일반 철근콘크리트보다 우수하다고 단정하면 틀린 설명이 된다. 강성 증대를 무조건적인 장점으로 보는 설명도 부재 형상과 프리스트레스량을 무시한 판단이 된다.
프리스트레스트 콘크리트에서 프리스트레스의 손실에 대한 설명 중 틀린 것은?
정답 ④ · 프리스트레스의 손실은 발생 시점에 따라 즉시 손실과 시간 지연 손실로 구분됩니다. 마찰이나 정착구의 미끄러짐(셋팅) 등은 긴장 직후에 발생하는 즉시 손실에 해당합니다.
릴렉세이션은 하중 유지 중 시간이 지남에 따라 발생하는 지연 손실이지, 긴장 직후 즉각 발생하는 즉시 손실이 아니다.
프리스트레스트 콘크리트 구조의 장점에 대한 설명으로 틀린 것은?
정답 ① · 프리스트레스트 콘크리트 구조의 장점이 아닌 것을 고르는 문제이다. 프리스트레스트 콘크리트는 설계 하중 하에서 인장응력을 미리 압축응력으로 상쇄시켜 균열이 발생하지 않으므로 내구성이 크고, 고강도 재료를 사용해 부재 단면이 작아 경량이며, 하중 제거 시 처짐이 회복되는 복원성이 우수하고 강도와 안전율의 확보가 가능하다.
프리스트레스트 콘크리트는 고강도 강선을 사용하므로 피복두께가 두껍고, 이로 인해 내화성이 일반 철근콘크리트보다 낮을 수 있어 ①은 틀린 설명이다.
PS 콘크리트 구조의 장점이 아닌 것은?
정답 ③ · 프리스트레스(PS) 콘크리트 구조의 장점은 균열 발생을 지연시켜 내구성을 높이고, 경간을 길게 할 수 있으며, 충격하중 등에 대한 저항력이 우수하고 전단면을 유효하게 이용할 수 있다는 점입니다. 하지만 PS 콘크리트는 일반적인 RC 부재에 비해 강성이 크다고 단정 지을 수 없으며, 부재의 변형이나 진동 특성은 프리스트레스 도입량과 단면의 휨 강성(EI)에 의해 결정되는 것이지 단순히 PS라고 해서 항상 강성이 커서 진동이 작아지는 것은 아닙니다.
PS 콘크리트는 균열 지연과 경간 확장에 유리하지만, 강성 증대는 부재 형상과 프리스트레스량에 의존하므로 절대적 장점이 아니다.
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