극한한계상태의 단면 변형률 분포
1영역 : 인장 부재
부재의 전 영역이 인장 상태로 극한한계상태는 최소한 한쪽 철근이 설계 극한한계변형률 εud에 도달한 상태로 정의한다.
중심 축인장력을 받는 부재에서는 두 철근이 모두 εud에 도달할 때가 극한 상태이다.
2영역 : 경량 보강 휨부재
최소 철근량보다 적은 인장 철근량이 배치된 휨 부재는 하중이 작용하여 휨인장 균열이 발생하면 거의 순간적으로 파괴된다.
균열 발생 직전에 인장 영역의 콘크리트가 저항하고 있던 인장력은 균열이 발생하면 모두 인장철근이 담당하게 되는데, 이 순간 콘크리트가 발휘하였던 인장력의 크기와 동일한 인장강도를 갖는 철근량을 최소 철근량이라고 한다.
3영역 : 인장지배 휨부재
3영역과 4영역의 경계를 균형 상태(balanced state)
균형 상태란 부재가 파괴되는 순간에 콘크리트의 압축 파괴와 철근의 항복이 동싣에 발생하는 상태를 말한다.
균형철근량보다 적은 철근량이 배치된 부재는 인장 철근이 먼저 항복하게 되며, 그 후 철근이 계속 늘어나면서 압축 콘크리트가 극한 한계변형률 εcu에 도달하면서 부재는 파괴된다.
4영역 : 압축지배 휨부재
균형 철근량보다 많은 철근이 배치된 부재에 휨모멘트가 작용하면 압축 콘크리트의 파괴가 먼저 일어나며 철근은 항복하지 않는 상태로 남는다.
5영역 : 압축부재
콘크리트와 철근이 모두 압축 상태로 변형률 분포가 영역-5안에 놓인 상태일 때는 콘크리트의 단면 한계변형률을 εc,uls로 제한한다. 중심 축압축인 경우 단면 한계 변형률 εc,uls는 εco가 된다. 이것은 중심 축압축력을 받는 실제 콘크리트에서는 변형률이 εco에 도달할 때 최대 강도가 발현되며 이후 변형률이 증가할수록 강도가 오히려 감소하여 순간적으로 파괴되는 실험 결과에 근거한 것이다.
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