Relationship between crack width and deflection in reinforced concrete beam

철근콘크리트 보의 균열폭과 처짐 관계

The member deflection is one of the most important considerations for the serviceability evaluation of reinforced concrete (RC) structures, and the concept of the effective moment of inertia has been generally used for its estimation. However, the actual service load applied on an existing RC beam may not be easily obtained, for which the estimation of beam deflection by existing methods can be difficult work. Therefore, based on the close relationships between cracks and deflection in a RC beam, this study proposed a method to estimate the deflection of RC beams directly from the condition of cracks not using the actual loads acting on the member as its input data. The proposed method extensively utilized the relationships among sums of crack widths, average strains, and curvatures, and modification factors obtained from regression analysis were also introduced to improve its accuracy. The deflections of members were successfully estimated by the proposed method independent from applied loads, which was also easy to apply compared to the existing methods based on the effective moment of inertia. This new method, however, has limitations in its applicability in that it is less accurate than the existing methods because the magnitude of acting load is not involved in the estimation process of member deflection, and that it requires the measurement of crack widths along the whole length of a member.

철근콘크리트 구조물의 사용성을 검토할 때 처짐은 가장 중요한 사항 중 하나이며, 철근콘크리트 휨 부재의 처짐은 일반적으로 유효 단면2차모멘트의 개념을 적용하여 구해진다. 그러나 이미 사용중인 철근콘크리트 보에서 정확한 사용하중을 알기 어려운 경우에는 기존의 방법으로 처짐을 계산하는 것이 쉽지 않다. 따라서, 이 연구에서는 철근콘크리트 보에서 균열과 처짐은 상호 밀접한 관련이 있다는 사실을 바탕으로 작용하는 하중의 크기에 무관하게 철근 콘크리트 보 부재의 균열 상태로부터 처짐을 쉽게 산정할 수 있는 방법을 제안하고자 하였다. 균열폭의 합, 평균변형률 및 곡률 등의 관계를 이용하여 처짐식을 제안하였으며, 수정계수를 적용하여 보다 정확한 처짐식을 제안하고자 하였다. 이 제안식을 사용할 경우, 철근콘크리트 보에 작용하는 하중 크기에 무관하게 균열을 측정함으로써 처짐 추정치를 얻을 수 있으며, 유효 단면 2차 모멘트 값을 산출하여 처짐을 산정하는 기존의 방법에 비해 비교적 간단하게 처짐을 산출 할 수 있다. 그러나, 하중에 관계없이 균열폭으로만 처짐을 추정하므로 기존의 처짐 예측식에 비해 정확도가 다소 낮을 수 있으며, 부재의 전 구간에 걸친 균열폭 측정이 수행되어야 하는 한계성이 있다.