DOI QR코드

DOI QR Code

Dynamic Behavior of Pretensioned Concrete Member during Detensioning

긴장재 절단에 따른 프리텐션 부재의 동적 거동 고찰

  • 김장호 (고려대학교 건축.사회환경공학과 대학원) ;
  • 문도영 (고려대학교 건축.사회환경공학과 BK21) ;
  • 지광습 (고려대학교 건축.사회환경공학과) ;
  • 김규선 (한국시설안전공단 교량실)
  • Received : 2008.06.02
  • Accepted : 2008.06.30
  • Published : 2008.09.30

Abstract

The purpose of this paper is to investigate the effect of the important parameters on the transfer length during the dynamic flame cutting of tendon experimentally. The considered parameters were strand diameter, concrete cover thickness, stirrup, debonding strand and release method. Ten pretensioned concete beam specimens were cast and tested. Time history curves for the axial strain of tendon were measured by electrical resistance strain gauges mounted on the strands. Experimental results indicated that large dynamic shock effects occurred near cut-end during the sudden release. The prestressing forces are dependent on the parameters above considered. The ratio of residual prestressing forces of 12.7 mm strands is greater than 15.2 mm strands. Using debonding strand and gradual release are more efficient for applying prestressing forces.

본 논문에서는 전달길이에 영향을 미치는 인자에 따라 프리텐션 부재가 받는 동적 충격에 의한 영향을 실험적으로 고찰하였다. 이를 위해 긴장재의 직경, 콘크리트의 피복 두께, 구속 철근과 비부착 구간의 유무, 긴장력 도입 방식을 변수로 한 10개의 프리텐션 콘크리트 부재를 제작하고, 긴장재에 부착한 전기 저항식 변형률 게이지를 통하여 부재에 긴장력 도입 시 변형률 변화를 동적으로 측정하였다. 실험 결과, 순간 전달 방식으로 긴장력을 도입할 때 절단단부에서 큰 동적 효과가 발생하는 것을 확인할 수 있었다. 또한, 변형률 변화량으로 각 부재의 긴장력을 비교한 결과, 각 인자에 따라 차이가 존재하는 것을 확인했다. 직경 15.2 mm 강선보다 12.7 mm 강선의 잔류 긴장력 비율이 더 컸으며, 75 mm의 콘크리트 피복 두께만으로도 충분한 구속 효과를 기대할 수 있는 것으로 판단된다. 구속 철근의 영향은 미미했고, 비부착 구간의 영향으로 잔류 긴장력이 향상되었다. 순간 전달 방식보다 지연 전달 방식으로 긴장력을 도입할 때 긴장력 손실이 적은 것으로 확인되었다.

Keywords

References

  1. 오병환, 김의성(2000) 프리텐션 프리스트레스트 콘크리트 부재의 전달길이 평가 및 영향 인자 연구. 대한토목학회 논문집, 대한토목학회, 제20권, 제6-A호, pp. 945-956
  2. 오병환, 임시내, 최영철(2004) 프리텐션 PSC부재의 전달길이 해석 및 예측에 관한 연구. 한국콘크리트학회 논문집, 한국콘크리트학회, 제16권, 제3호, pp. 293-302
  3. 한국표준협회(2002) PC 강선 및 PC 강연선(KS D 7002 : 2002). 한국표준협회
  4. ACI Committee 318. (2008) Building code requirements for structural concrete (ACI 318-08) and commentary. American Concrete Institute, Farmington Hills, MI
  5. Barnes, R.W., Grove, J.W., and Burns, N.H. (2003) Experimental assessment of factors affecting transfer length. ACI Structural Journal, American Concrete Institute, Vol. 100, No. 6, pp. 740-748
  6. Belhadj, A. and Bahai, H. (2001) Friction-slip: an efficient energy dissipating mechanism for suddenly released prestressing bars. Engineering Structures, Elsevier Science Ltd, Vol. 23, pp. 934-944 https://doi.org/10.1016/S0141-0296(00)00114-0
  7. Chen, H.L. and Wissawapaisal, K. (2001) Measurement of tensile forces in a seven-wire prestressing strand using stress waves. Journal of Engineering Mechanics, American Society of Civil Engineers, Vol. 127, No. 6, pp. 599-606 https://doi.org/10.1061/(ASCE)0733-9445(2001)127:6(599)
  8. Cousins, T.E., Johnston, D.W., and Zia, P. (1990) Transfer and development length of epoxy coated and uncoated prestressing Strand. PCI Journal, The Institute, Vol. 35, No. 4, pp. 92-103 https://doi.org/10.15554/pcij.07011990.92.103
  9. Machida, S. and Durelli, A.J. (1973) Response of a strand to axial and torsional displacements. Journal Mechanical Engineering Science, Institution of Mechanical Engineers, Vol. 15, No. 4, pp. 241-251 https://doi.org/10.1243/JMES_JOUR_1973_015_045_02
  10. Mitchell, D., Cook, W.D., Khan, A.A., and Tham, T. (1993) Influence of high strength concrete on transfer and development length of pretensioning strand. PCI Journal, The Institute, Vol. 38, No. 3, pp. 52-66
  11. Nanni, A., Tanigaki, M., and Hasuo, K. (1992) Bond anchorage of pretensioned FRP tendon at force release. Journal of Structural Engineering, American Society of Civil Engineers, Vol. 118, No. 10, pp. 2837-2854 https://doi.org/10.1061/(ASCE)0733-9445(1992)118:10(2837)
  12. Oh, B.H. and Kim, E.S. (2000) Realistic evaluation of transfer lengths in pretensioned, prestressed concrete members. ACI Structural Journal, American Concrete Institute, Vol. 97, No. 6, pp. 821-830
  13. Russell, B.W. and Burns, N.H. (1996) Measurement transfer lengths of 0.5 and 0.6 in. strands in pretensioned concrete. PCI Journal, The Institute, Vol. 41, No. 5, pp. 44-65
  14. Russell, B.W. and Burns, N.H. (1997) Measurement of transfer lengths on pretensioned concrete elements. Journal of Structural Engineering, American Society of Civil Engineers, Vol. 123, No. 5, pp. 541-549 https://doi.org/10.1061/(ASCE)0733-9445(1997)123:5(541)
  15. Steinberg, E., Beier, J.T., and Sargand, S. (2001) Effects of sudden prestress force transfer in pretensioned concrete beams. PCI journal, The Institute, Vol. 46, No. 1, pp. 64-75 https://doi.org/10.15554/pcij.01012001.64.75
  16. Zi, G., Rabczuk, T., and Wall, W. (2007) Extended meshfree methods without branch enrichment for cohesive cracks. Computational Mechanics, Springer, Vol. 40, No. 2, pp. 367-382 https://doi.org/10.1007/s00466-006-0115-0
  17. Zia, P. and Mostafa, T. (1977) Development length of prestressing strands. PCI Journal, The Institute, Vol. 22, No. 5, pp. 54-65 https://doi.org/10.15554/pcij.09011977.54.65