보강철근의 역할
Role of Reinforcing Steels
보강철근의 경우, 철근콘크리트 구조물의 설계에 다양한 이점을 제공해 줍니다.
보강철근은 강도만을 증가시키는 것이 아니라 부재가 붕괴되기 전까지 커다란 변형을 일으키면서도 파괴는 일어나지 않도록 상당한 연성(ductility)을 보유하게 하여 철근콘크리트 구조물의 설계에 이로운 점을 제공한다고 할 수 있다.
강도의 증가가 목적이 아닌 철근콘크리트 구조물의 연성을 보유케 하는 가장 큰 이점이 있다. (보강철근의 역할)
소정의 압축강도를 가지고 있는 콘크리트의 경우 축인장력이 작용하게 되면 평균인장응력이 아주 작은 값에 의해서도 균열이 일어나자마자 하중을 더 이상 견디지 못하고 파괴가 되고 만다.
강도도 아주 작을 뿐만 아니라 그 값도 예측이 불가능하고 파괴하기까지 변형은 아주 작은 값을 나타나게 된다.
결국 콘크리트만으로는 인장력을 받을 수 없으며, 이러한 인장력을 받아주기 위해서 보강철근이 필요하게 된다.
길이방향으로 철근(보강철근)이 매립되면 부재는 인장거동에 상당한 향상성을 보이 게된다.
보강철근이 배치되지 않은 콘크리트 부재와 비교하였을 때 인장에 대해 첫번째 균열이 발생하자마자 파괴는 이루어지지 않고, 배치된 보강철근이 항복에 다다를때까지 작용하는 하중에 저항하게 된다.
통상적으로 철근콘크리트의 변형과 응력을 나타내는 응력-변형 곡선에서 둘러싸인 면적은 에너지를 의미한다.
보강철근에 이어, 더 발전한 것이 바로 프리스트레스트 콘크리트 (Prestressed Concrete, PSC)이다.
초기균열이 일어나서 부재의 강성이 감소하는 것을 방지하기 위해서 고강도 강선(high-strength prestressed tendon)을 이용하여 부재에 외격이 작용하기 전에 강선에 인장력을 주고 정착하여 부재에 사전 압축력을 주어 외력에 의해서 발생하는 인장력을 상쇄하도록 하는 보강콘크리트를 우리는 프리스트레스트 콘크리트라 한다.