PS강재의 단면적 감소에 따른 PSC보의 휨강도 평가

Flexural Strength Evaluation of PSC Beam with Loss of PS Tendon Area

본 연구는 강선 부식이 PSC보 휨강도에 미치는 영향을 알아보기 위해 실내실험을 수행하였다. 긴장력을 달리하여 길이 4m인 PSC보부재 5개를 제작하였으며, 그 중 2개의 부재는 덕트 내부에 있는 PS강재를 노출시킨 상태에서 부식촉진장치를 이용해 인위적으로 PS강재를 부식시켰다. 실험부재의 파괴시까지 정적하중을 재하하면서 철근과 콘크리트의 변형률, 중앙부의 처짐량 변화를 측정하였으며 또한 음향센서를 콘크리트 표면에 부착하여 PS강선의 파단횟수 및 파단시기 등을 계측하였다. 실험 결과, PS강재가 부식된 부재는 PS강재의 단면 감소를 고려해 계산한 휨강도 이론값보다 작은 실험값이 나왔다. 또한 휨 파괴 이전에 PS강재가 조기에 파단되는 현상이 관찰되었으며, 결과적으로 휨강도가 급격히 감소됨을 확인할 수 있었다. 부식된 PS강재를 포함하고 있는 PSC보의 휨강도 평가시 일방향 육안관찰에 의한 PS강재의 단면적을 산정하는 것은 매우 어려운 일이며, 연성거동을 위한 유효 PS강재의 단면적을 판단하는 것은 매우 복잡한 일이라 판단된다.

This paper describes ultimate load tests which were performed to show the effects of prestress loss and tendon corrosion on the flexural strength of post-tensioned concrete beams and the occurrence of wire fracture. Five test specimens were fabricated in laboratory with the variations of the prestress of tendons and the loss of tendon area. For two specimens, small area of tendon at the center of the beam was exposed by using diameter 25mm drill and the exposed tendon was corroded using accelerated corrosion equipment. During the tests, deflections, crack width, and strain changes were measured and acoustic events were monitored with two acoustic sensors. Tests results show that the ultimate flexural strength of test specimens with corroded tendons is smaller than the predicted flexural strength which is calculated considering the loss of tendon area. It is considered that estimation of flexural strength of PSC beams with corroded tendons is very complicated just based on the loss of tendon area obtained by one-side visual inspection.