START 서브노트 문제:
콘크리트 구조의 재하시험에서 아래 내용에 대해 설명하시오.
- 재하실험방법
- 재하기준
- 허용기준
정답:
콘크리트 구조의 재하시험
KDS 41 10 10 9.3 콘크리트 구조의 재하시험 ‘KDS 14 20 90 4.2 재하시험에 의한 평가’와 조금 다름
콘크리트 구조의 재하시험
재하실험 대상 구조물 또는 부재의 재료가 충분히 설계강도에 도달할 수 있는 재령일이 확보된 이후에 수행하여야 한다. 구조물의 일부분만을 재하할 경우, 내하력이 의심스러운 부분의 예상 취약원인을 충분히 확인할 수 있는 적합한 방법으로 실시하여야 한다.
재하실험방법
- 실험 대상 보나 슬래브 개수와 하중배치는 강도가 의심스러운 구조부재의 위험단면에서 최대응력과 처짐이 발생하도록 결정하여야 한다. 만약 하나의 하중배열로 구조물의 적합성을 나타내는데 필요한 효과(처짐, 비틀림, 응력 등)들의 최대값을 나타내지 못한다면 2종류 이상의 실험하중의 배열을 사용하여야 한다.
- 재하실험하중은 해당 구조 부분에 작용하고 있는 고정하중을 포함하여 설계하중의 85%, 즉 0.85(1.2D＋1.6L) 이상이어야 한다. 활하중 L의 결정은 해당 구조물의 관련기준에 규정된 대로 활하중감소율 등을 적용시켜 허용범위 내에서 감소시킬 수 있다.
재하기준
- 처짐, 회전각, 변형률, 미끄러짐, 균열폭 등 측정값의 기준이 되는 영점 확인은 실험하중의 재하 직전 1시간 이내에 최초 읽기를 시행하여야 한다. 측정값은 최대응답이 예상되는 위치에서 얻어야 하며, 추가적인 측정값은 필요에 따라 구할 수 있다.
- 등분포실험하중은 재하되는 구조물이나 구조부재에 등분포하중을 충분히 전달할 수 있는 방법으로 적용시켜야 한다. 실험 부재에 하중이 불균등하게 전달되는 아치현상은 피하여야 한다.
- 실험하중은 4회 이상 균등하게 나누어 증가시켜야 하며, 응답측정값은 각 하중단계에서 하중이 가해진 직후, 그리고 실험하중이 적어도 24시간 동안 구조물에 작용 후에 읽어야 한다.
- 전체 실험하중은 최종단계의 모든 측정값을 얻은 직후에 제거하며 최종잔류측정값은 실험하중이 제거된 후 24시간이 경과하였을 때 읽어야 한다.
재하실험의 허용기준
- 실험 구조물은 파괴의 징후인 균열·박리 혹은 구조물의 안정성에 영향을 줄 수 있는 과대한 처짐 등이 없어야 한다. 압축된 콘크리트의 박리나 파쇄는 파괴의 징후로 볼 수 있다. 한편, 균열폭은 구조물의 상태 판단에 좋은 자료로서 전체 실험체 균열폭의 변화 및 새로 발생된 균열의 평가를 위한 근사적인 한계 및 기준 등을 확정하는 것이 바람직하다.
- 측정된 최대처짐이 다음 조건 중 하나를 만족하여야 한다.
- : 최대처짐 : 잔류처짐 h : 부재의 두께 : [받침부 중심간 길이, 받침부 순경간+h]
- 만족하지 않을 경우 재시험
- 처음 시험하중 제거 후 72시간이 경과한 후에 다시 진행
- 재실험한 구조물의 해당 부분의 회복이 다음 조건을 만족할 때 수용가능 : 두 번째 시험을 시작할 때의 구조물의 위치를 초기값으로 하고, 두번째 시험 중에 측정된 최대 처짐
- 실험 대상 구조부재는 스터럽 철근의 항복 혹은 일체성을 상실할 정도의 정착손실 등 갑작스러운 전단파괴의 가능성을 예시하는 균열이 없어야 한다.
- 횡방향 철근이 없는 부분에서 부재축에 경사지게 균열이 발생하고, 균열의 중간점 위치에서 평가한 균열의 수평투영길이가 부재의 깊이보다 긴 사인장균열이 예상되면 취성파괴의 위험성을 반드시 검토하여야 한다.
- 정착영역과 겹침이음영역에서 철근축을 따라 발생하는 균열은 철근과 콘크리트 사이의 힘 전달에 따른 높은 응력에 의하여 발생한다. 따라서 정착과 철근이음의 영역에서 일련의 짧은 경사균열과 수평균열이 철근을 따라 발생하면 이러한 균열은 반드시 검토되어야 한다.
구조물의 사용제한
실험 대상 구조물이 판정기준을 만족하지 않는 경우 책임구조기술자는 재하실험 또는 해석의 결과에 따라서 제한된 내하력 범위 내에서 구조물을 사용하도록 제한할 수 있다.
END