Abstract
Reinforced concrete (RC) structures have been most widely used because of their good economic efficiency. However, it is very weak in tensile stresses and difficult to control deflection due to the heavy self-weight of concrete. On the other hand, it is generally known that prestressed concrete structures can be the most effective to overcome the demerits of RC structures by using various tendon lay-out and its amount. In the prestressed concrete members, the inflection points of tendons should be placed effectively for the deflection control and the moment reduction. Therefore, in this study, the equations of tendon profiles are derived in terms of polynomials that satisfy essential conditions of tendon geometries such as inflection points and natural curved shapes of tendons placed in continuous members, from which vertical components of prestressing forces can be also calculated. The derived high order polynomial expression for the distributed shape of the upward and downward forces was transformed to an simplified equivalent uniform vertical force in order to improve the applicability in the calculation of member deflection. The influences of vertical forces by tendons to deflection and moment in a continuous slab were also considered depending on the distance from column face to the location of tendons. The applicability of the proposed method was examined by an example of deflection calculation for the cases of slabs with and without tendons, and the efficiency of deflection control by tendons was also quantitatively estimated.
철근콘크리트구조는 경제성이 뛰어나 가장 널리 사용되는 부재이지만, 인장응력에 취약하고 콘크리트의 자중이 커서 처짐 제어가 어려운 단점이 있다. 이에 비해 프리스트레스트 콘크리트구조는 콘크리트구조의 단점을 극복할 수 있는 효율적인 방법으로 긴장재의 배치 형태와 긴장재량에 따라서 부재의 처짐을 제어할 수 있다. 프리스트레스 보강된 부재에서 긴장재 변곡점의 위치는 부재의 처짐 제어 및 모멘트 감소 효율을 크게 할 수 있는 형태로 설치되어야 한다. 따라서 이 연구에서는 연속부재에 설치되는 긴장재의 경계조건을 만족시키는 긴장재의 곡선식을 다항식으로 유도하고, 자연적인 곡선 형상을 유지할 수 있는 임의의 변곡점 위치에 따른 긴장재의 곡선식을 통하여 긴장력의 수직 분력을 계산하였다. 또한, 유도된 고차항을 가진 수직분력식을 등가의 등분포 하중으로 변환하여 처짐 산정시 적용성을 높였으며, 연속 슬래브에서 긴장재가 배치되어있을 경우 기둥열에서부터 긴장재까지 떨어진 거리에 따라 처짐 및 모멘트에 대한 긴장재의 영향을 반영하였다. 제안된 방법으로 긴장재가 없는 슬래브와 긴장재로 보강된 경우에 대한 처짐을 계산하여 적용성을 검토하였으며, 긴장재에 의한 처짐 제어 효과를 정량적으로 산출하였다.
