2.2 콘크리트
2.2.2 강도
(b) 인장강도
휨인장강도는 부재 단면의 기하학적 크기에 따라 현저하게 변하는 특성을 갖고 있다. 이 크기효과(size effect)가 나타나는 원인에 관해서는 아직까지 많은 논란이 있지만, 앞에서 언급한 콘크리트 휨부재의 인장 영역의 단면 변형률 경사도(strain gradient)의 영향이 지배적이라고 알려져 있다. 콘크리트 휨부재의 인장 연단 부근에 놓인 일정 높이를 갖는 층의 콘크리트 단위 요소에 작용하고 있는 변형률 분포 상태를 살펴보면, 단면의 인장 연단에 놓인 층은 최대 변형률이 발생하지만 인접된 바로 다음 층은 이보다 작은 변형률을 가지며 연단 층과 일체로 되어 있어서 연다 층의 자유로운 인장 변형이 구속된 상태에서 변형 연화(strain softening)가 진행되기 때문에 중심축 인장 상태의 거동과 다르게 된다. 따라서 깊이가 작은 보에서는 이 단위 층 요소의 휨인장 변형률이 심하게 부등 분포하여 인접 층의 구속 영향이 크게 되지만 깊이가 매우 큰 보에서는 동일 높이의 단위 요소에 작용하는 변형률은 거의 등분포 상태에 가까워 인접 층의 구속 영향이 작게 된다. 이러한 논리적 배경에 의해 부재 깊이가 커질수록 휨인장강도는 직접인강강도에 접근한다고 할 수 있다.
그림 2.4에 보인 것과 같이 도로교설계기준에서는 휨 부재를 설계할 때 사용하는 콘크리트의 휨인장강도(파괴계수) fr 은 부재의 깊이 h에 따라 변하는 값으로 부재의 깊이가 중요한 경우에는 안전하게 다음 식을 사용하여 수정하도록 하고 있다.
여기서 부재 깊이 h의 단위는 mm 이어야 한다.
이 식에 의하면 깊이가 600mm 이상인 부재의 휨인장강도는 결국 직접인장강도와 같은 크기가 된다는 것을 알 수 있다.
참고문헌
콘크리트구조 한계상태설계
김 우 저
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