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개요

콘크리트의 크리프변형과 크리프계수를 산정하는 과정을 확인합니다.

“KDS 24 14 21 콘크리트교 설계기준 (한계상태설계법) - 3.1.2.3 크리프”는 “Eurocode 2: Design of concrete structures Part1-1 General Rules and rules for buildings (BS EN 1992-1-1)” 과 “CEB FIP Model Code 1990”에서도 확인할 수 있지만 Eurocode와는 계수 산정에서 약간의 차이가 있으니 예제를 참고할 때 주의가 필요합니다. 이 페이지에서 크리프계수를 산정하는 과정과 계산 예제, 그리고 Eurocode, CEB-FIP 차이점을 확인할 수 있습니다.

크리프 변형(Creep Deformation)

“KDS 24 14 21 콘크리트교 설계기준 (한계상태설계법) - 3.1.2.3 크리프” 에 따라 시간 t'에서 작용응력 fc(t')에 의한 콘크리트의 변형률은 순간변형과 크리프 변형을 함께 고려합니다. 이때 콘크리트의 전체변형률은 다음과 같은 변수의 영향을 받게 됩니다.

• 콘크리트의 압축강도 (compressive strength of concrete)
• 부재의 크기 (dimensions of element)
• 평균 상대습도 (relative humidity of the ambient environment)
• 재하할 때의 재령 (age of concrete at loading in days)
• 시멘트 종류 (type of cement)
• 양생온도 (curing temperature)
• 온도변화 (temperature variations
• 작용응력의 크기 (compressive stress)

크리프계수 (Creep Coefficient)

크리프계수 (creep coefficient)는 양생온도와 하중이 작용하는 동안의 대기온도가 20°C인 경우를 기본으로 합니다. 그리고 양생기간동안 온도의 변화가 있거나 20°C가 아닌 대기에 노출되어 있는 경우 온도변화에 따라 크리프계수를 보정해야 합니다.

양생 온도와 대기 온도가 20°C인 경우의 크리프 계수

📑 대기 평균 상대습도에 대한 관측자료가 없는 경우 상대습도 (RH) 값은 **“2012 도로교설계기준 (한계상태설계법) Q&A”**를 참고할 수 있습니다.

“BS EN 1991-1-1 Figure 3.1” 과 “CEB-FIP Table 2.1.10” 에서는 inside(indoor) conditions - RH 50%, outside(outdoor) condisitons - RH 80% 에 대한 크리프계수 데이터를 제공하고 있습니다.

📑상대습도 영향을 고려한 계수 (factor to allow for the effect of relative humidity on the notional creep coefficient) 산정식은 “**Eurocode”와“CEB-FIP”**에 차이가 있습니다.

• Eurocode에서는 평균압축강도 35MPa 기준으로 두 개의 식을 제시하고 있으며 35MPa을 초과하는 경우 강도의 영향을 고려한 계수 (α1/2/3, coefficients to consider the influence of the concrete strength)를 적용하도록 하고있습니다.
  ▷ BS EN 1991-1-1 ANNEX B - Creep and shrinkage strain

• CEB-FIP 에서는 특별한 조항이 없는 한 크리프계수 산정식을 적용할 수 있는 콘크리트 기준압축강도의 범위를 12MPa에서 80MPa 까지로 제시하고 있습니다.
  ▷ CEB-FIP 2.1.6.4.2 - Range of applicability

표현 방식에는 조금 차이가 있지만 Eurocode의 평균압축강도 35MPa 이하 산정식과 CEB-FIP 그리고 KDS가 같은 식을 사용하고 있음을 알 수 있습니다.

콘크리트의 강도 영향을 고려한 계수

📑콘크리트 강도 영향을 고려한 계수 (factor to allow for the effect of concrete strength on the notional creep coefficient) 산정방식이 “**Eurocode”**와 **“CEB-FIP”**에 차이가 있으며, KDS기준은 Eurocode와 동일한 식을 사용하고 있습니다. 계수 산정식만 보면 큰 차이가 없다고 생각할 수 있지만 평균압축강도 (mean compressive strength)를 구하는 방식에 차이가 있습니다.

하중이 재하된 후 시간 경과에 따른 크리프의 진행을 설명하는 계수

상대습도와 개념 부재 크기에 따른 계수 (coefficient depending on the relative humidity and the notional member size)도 “Eurocode”와 “CEB-FIP”에 차이가 있으며, Eurocode에서는 평균압축강도 35MPa 기준으로 두 개의 식을 제시하고 있습니다.

전체 콘텐츠에는 아래 내용까지 포함되어 있어요!

📝 Calculation Examples - 양생온도와 대기온도가 20°C인 경우 50년 뒤의 크리프계수 산정
양생 기간 동안 온도의 변화가 있거나 20°C가 아닌 대기에 노출되어 있는 경우 온도 변화에 따른 보정 계수
📝 Calculation Examples
       - 양생온도와 대기온도가 20°C가 아닌 대기에 노출된 경우 50년 뒤의 크리프 계수 산정
작용 응력의 크기에 따른 보정 계수
📝 Calculation Examples
       - 양생온도와 대기온도가 20°C이지만 작용응력에 대한 보정이 필요한 경우 50년

     뒤의 크리프계수 산정.
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