개념 한 쪽
콘크리트 구조물의 사용성과 내구성 관리는 균열 제어, 철근과 콘크리트의 부착, 전단 보강의 적정 설계, 그리고 프리스트레스의 손실 관리 같은 핵심 개념으로 구성된다
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출제기준 단원 「사용성 및 내구성」의 공개 문제 3개를 묻는 꼴별로 나누면 이렇습니다.
| 묻는 꼴 | 문제 수 | 무엇을 묻나 |
|---|---|---|
| PS 콘크리트 장점 판별 | 1 | 프리스트레스 콘크리트의 핵심 장점과 조건부 특성 구분 |
| 콘크리트-철근 부착 특성 | 1 | 철근 형상·배치가 부착력에 미치는 영향 판별 |
| 주각 정의 판별 | 1 | 주각의 형상비(H/b) 기준에 따른 분류 판단 |
프리스트레스 콘크리트는 철근에 미리 장력을 가해 콘크리트를 압축상태로 유지함으로써 균열을 지연시키고 경간을 연장하는 장점을 가진다 그러나 강성 증대는 부재 형상과 도입된 프리스트레스량에 따라 달라지므로 무조건적인 장점으로 보지 않는다 PS 콘크리트의 핵심 가치는 균열 제어와 경간 연장에 있다
콘크리트와 철근의 부착에는 철근 표면 상태, 철근 형상(이형 유무), 철근 배치 방향(수평·연직) 및 철근 직경 분포 등이 영향을 준다 이형 철근은 기계적 결합으로 부착강도를 높이며, 수평철근은 블리딩으로 인한 부착 저하 위험이 있어 연직철근보다 부착강도가 낮을 수 있다 동일 철근비라면 여러 가는 철근을 사용하는 편이 전체 표면적이 커져 부착력에 유리하다
전단보강(스터럽 등)은 보에 작용하는 전단력으로 인해 발생하는 사선 인장 응력, 즉 전단 균열을 방지하기 위해 설치한다 전단보강은 전단력 분담과 균열 제한, 다우얼력 보강 등의 기능을 수행하나, 과도한 전단철근 배치는 오히려 거동을 불리하게 하여 취성 파괴를 초래할 수 있으므로 적정량을 설계해야 한다
프리스트레스의 손실은 즉시 손실과 지연 손실로 구분된다 즉시 손실은 긴장 직후 마찰과 정착구 셋팅에 의해 발생하고, 지연 손실은 콘크리트의 크리프·건조수축 및 강재의 릴렉세이션과 같이 시간이 지나며 발생한다 크리프와 건조수축은 부재 길이를 감소시켜 도입된 프리스트레스가 감소하는 원인이 된다
주각(pedestal)은 기초 위에 돌출된 압축 부재로서 그 높이와 단면의 평균 최소 치수 비(H/b)가 3 이하인 부재를 지칭한다 이 기준을 초과하면 주각이 아닌 기둥으로 분류되므로 부재의 형상비에 따른 분류 기준을 명확히 이해해야 한다
- PS 콘크리트 장점 판별 문제에서는 '균열 지연'과 '경간 연장'을 우선 떠올리고, '강성의 절대적 증가' 여부는 부재 형상과 프리스트레스량에 따라 달라지는 조건부 특성임을 근거로 오답을 소거한다 - 콘크리트-철근 부착 관련 문제에서는 '같은 철근비일 때 가는 철근 여러 개가 유리하다'는 원리를 이용해 부착력 관련 보기들을 비교 소거한다 - 전단철근 관련 문제에서는 스터럽의 주요 목적이 전단 균열 억제임을 기억하고, 전단철근의 과다 배치가 거동을 취성화할 수 있다는 점으로 과다성 설계 문항을 배제한다 - 프리스트레스 손실 관련 문제에서는 즉시 손실(마찰·셋팅)과 지연 손실(크리프·수축·릴렉세이션)을 구분하여 각각의 손실 요인을 정확히 대응한다 - 주각 정의 문제에서는 H/b ≤ 3 조건을 기준으로 주각과 기둥을 구분하여 정답을 찾는다
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.
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.
다음 중 주각(pedestal)에 대한 설명으로 옳은 것은?
정답 ① · 구조 부재 중 주각의 정의를 묻는 문제이다. 주각은 기초 위에 돌출된 압축부재로서, 높이에 대한 단면의 평균 최소치수의 비율이 3 이하인 부재를 말한다.
주각은 압축 부재로, 높이와 최소 단면 치수의 비가 3 이하인 부재를 지칭하는 구조 용어이다.
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