CSFM(적합 응력장 방법)의 응력-변형률 다이어그램

이 글의 첫 번째 부분에서는 응력-변형률 다이어그램 자체에 초점을 맞추겠습니다:

CSFM(적합 응력장 방법)에 구현된 응력-변형률 다이어그램은 유로코드(EN) 및 ACI 모두의 규정 요구사항을 기반으로 합니다. 콘크리트를 다룰 때는 ULS와 SLS 평가를 구분할 필요가 있습니다. 

극한 한계 상태(ULS)에서의 콘크리트 부재는 압축 연화 효과를 포함한 포물선-직사각형 다이어그램(EN) 또는 이선형 다이어그램(ACI)을 기반으로 합니다. 사용성 평가에는 무한 탄성 분기를 가진 선형 또는 이선형 다이어그램이라는 더 단순한 다이어그램이 사용됩니다. 

철근에 대해서는 ULS 및 SLS 검토 모두에 대한 인장 강성 효과를 포함하여 경사지거나 수평인 상단 분기를 가진 이선형 다이어그램이 고려됩니다.

아래 동영상을 확인하시면 모든 응력-변형률 다이어그램이 표시되고 간략하게 설명됩니다.  응력-변형률 관계에 대한 더 자세한 설명은 이론적 배경에서 확인할 수 있습니다.

이제 어떤 다이어그램이 사용되는지 명확해졌습니다. 탄성계수 E가 어떻게 계산되는지 살펴보겠습니다:

ULS

탄성계수는 특정 재령에서의 콘크리트 응력값(재령에 따른 콘크리트 압축강도 성장 반영)과 최대 강도값에서의 변형률값으로부터 계산됩니다.

다음 표는 마지막 열에서 시간에 따른 탄성계수의 성장을 보여주며, 재령 28일 이후에는 최대값인 10GPa에 도달합니다.

SLS

규정에서는 3.1.3절에서 0.4fcm에 대해 설정된 E_cm 값을 할선 탄성계수로 고려합니다.

항목 (3)에서는 다음과 같이 명시합니다:

다음 표는 특성 조합(SLS)에 대해 고려된 탄성계수의 성장을 보여줍니다:

골재의 종류도 탄성계수 계산에 영향을 미칩니다. 콘크리트에 사용되는 골재 종류는 기본값으로 규암(Quartzite)으로 설정되어 있습니다. 석회암 또는 사암 골재의 경우 탄성계수의 감소가 고려되며, 현무암 골재의 경우 탄성계수의 증가가 적용됩니다.