Splitting Resistance of Pretensioned Anchorage Zones
https://wsdot.wa.gov/eesc/bridge/designmemos/11-2006.htm
WSDOT
For pretensioned I-girders or bulb tees, As shall be taken as the total area of the vertical reinforcement located within a distance of h/4 from the end of the member, where h is the overall height of the member.
The end vertical reinforcement shall not be larger than #5 bars and spacing shall not be less than 2 1/4 inches. The remaining splitting reinforcement not fitting within the h/4 zone may be placed beyond the h/4 zone at a spacing of 2 1/4 inches as shown in Figure 1
For pretensioned solid or voided slabs, As shall be taken as the total area of the horizontal reinforcement located within a distance of h/4 from the end of the member, where h is the overall width of the member as shown in Figure 2.
For pretensioned box or tub girders, As shall be taken as the total area of vertical reinforcement or horizontal reinforcement located within a distance h/4 from the end of the member, where h is the lesser of the overall width or height of the member as shown in Figure 3.
For pretensioned double tees and tri beams, As shall be taken as the total area of vertical reinforcement, divided evenly among the webs, and located within a distance h/4 from the end of each web.
Background
The provisions of LRFD Article 5.10.10.1 are to resist “splitting” of pretensioned members rather than “bursting”.
LRFD article 5.10.10.1 requires the vertical splitting reinforcement uniformly distributed within the distance h/4 from end of the girder, where “h” is the overall depth of precast member.
To satisfy this requirement some designers tend to use #6 bars or bundled bars for vertical splitting reinforcement, that is not practical for girder fabrication and bridge deck construction. For ease of fabrication and deck construction, it is acceptable to place the remaining splitting reinforcement beyond the code prescribed h/4 zone. Please note that the h/4 zone is an approximation of the extent of the splitting zone apprehended from the stress contours of finite element analysis or other refined methods. It is therefore safe and reasonable to extend the splitting zone beyond the code prescribed h/4 zone if required for girder fabrication and bridge deck construction.
The current reinforcement requirement is defined for pretensioned members with vertical webs. However, splitting reinforcement is clearly required in other pretensioned members such as slabs, double tees, tri-beams, tubs and box girders, where the primary splitting reinforcement may not be vertical.
For pretensioned slab members, the width of the member is greater than the depth. A tensile zone is then formed in the horizontal direction perpendicular to the centerline member.
For tub and box girders, prestressing strands are located in both the bottom flange and webs. Tensile zones are then formed in both the vertical and horizontal directions in the webs and flanges. Reinforcement is required in both directions to resist the splitting forces.
프리텐션 I형 거더 또는 벌브 티의 경우, As는 부재 끝에서 h/4의 거리 내에 위치한 수직 보강재의 총 면적으로 간주하며, 여기서 h는 부재의 전체 높이입니다.
끝 수직 철근은 #5 철근보다 크지 않아야 하며 간격은 2 1/4인치 이상이어야 합니다. h/4 영역에 맞지 않는 나머지 분할 철근은 그림 1과 같이 2 1/4인치 간격으로 h/4 영역 너머에 배치할 수 있습니다.
프리텐션 솔리드 또는 보이드 슬래브의 경우, 그림 2와 같이 h는 부재의 전체 너비이며 부재의 끝에서 h/4 거리 내에 위치한 수평 보강재의 총 면적을 As로 합니다.
프리텐션 박스 또는 욕조 거더의 경우, As는 그림 3과 같이 부재의 끝에서 h/4 거리 내에 위치한 수직 철근 또는 수평 철근의 총 면적(여기서 h는 부재의 전체 폭 또는 높이 중 작은 값)으로 합니다.
프리텐션 더블 티 및 트라이보의 경우, As는 수직 철근의 총 면적으로 간주하며, 각 웹의 끝에서 h/4 거리 내에 위치한 웹을 균등하게 나눈 값으로 합니다.
배경
LRFD 5.10.10.1 조항은 프리캐스트 부재의 "파열"이 아닌 "쪼개짐"에 저항하기 위한 규정입니다.
LRFD 5.10.10.1 조항은 거더 끝단으로부터 h/4 거리 내에 균일하게 분포된 수직 분할 보강을 요구하며, 여기서 "h"는 프리캐스트 부재의 전체 깊이입니다.
이 요건을 충족하기 위해 일부 설계자는 수직 분할 철근에 #6 철근 또는 번들 철근을 사용하는 경향이 있는데, 이는 거더 제작 및 교량 상판 시공에 실용적이지 않습니다. 제작 및 데크 시공의 용이성을 위해 나머지 분할 철근을 코드에 규정된 h/4 구역을 넘어 배치하는 것이 허용됩니다. h/4 영역은 유한 요소 해석 또는 기타 정밀한 방법의 응력 윤곽에서 파악한 분할 영역의 근사치라는 점에 유의하시기 바랍니다. 따라서 거더 제작 및 교량 상판 시공에 필요한 경우 코드에 규정된 h/4 구역 이상으로 분할 구역을 확장하는 것이 안전하고 합리적입니다.
현재 보강 요건은 수직 웹이 있는 프리텐션 부재에 대해 정의되어 있습니다. 그러나 슬래브, 더블 티, 트라이빔, 욕조 및 박스 거더와 같은 다른 프리텐션 부재에서는 1차 분할 보강이 수직이 아닐 수 있는 분할 보강이 명확하게 요구됩니다.
프리텐션 슬래브 부재의 경우, 부재의 폭이 깊이보다 큽니다. 그러면 인장 영역이 중심선 부재에 수직인 수평 방향으로 형성됩니다.
욕조 및 박스 거더의 경우, 프리스트레싱 스트랜드는 바닥 플랜지와 웹 모두에 위치합니다. 그런 다음 웹과 플랜지의 수직 및 수평 방향 모두에 인장 영역이 형성됩니다. 쪼개지는 힘에 저항하기 위해 양방향으로 보강이 필요합니다.
5.10.10.2 Confinement Reinforcement
For the distance of 1.5d from the end of the beams other than box beams, reinforcement shall be placed to confine the prestressing steel in the bottom flange. The reinforcement shall not be less than No. 10 deformed bars, with spacing not exceeding 150 mm and shaped to enclose the strands.
For box beams, transverse reinforcement shall be provided and anchored by extending the leg of stirrup into the web of the girder.
KDS 24 14 21
4.6.13 프리텐션 정착부
4.6.13.1 계수파열저항력
(1) 프리텐션 보에 있어서 프리텐션 정착영역의 파열저항력은 프리텐션 단부의 수직철근에 의해 발휘되며 사용한계상태에서 다음과 같이 산정한다.
(2) 저항력은 전달 긴장력의 4% 이상이어야 한다.
(3) 단부 수직철근은 가능한 한 보의 단부에 근접하여 배치하여야 한다.
4.6.13.2 횡구속 철근
(1) 박스형 단면을 제외한 보의 경우, 단부에서 1.5 d 지점까지의 하부플랜지에는 프리스트레싱 강재를 횡구속하기 위한 철근을 배치하여야 한다. 횡구속 철근은 D10 이상의 이형철근을 사용하며 간격은 150mm를 초과하지 않아야 하고 스트랜드를 둘러싼 형태여야 한다.
(2) 박스형 단면 보의 경우, 횡철근을 설치하고 스터럽의 단부를 거더의 복부까지 연장시켜 정착하여야 한다.
도로교설계기준(한계상태설계법) 해설 2015
5.12.13 프리텐션 정착부
5.12.13.1 계수파열저항력
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