건축 콘크리트 프리텐션과 포스트텐션 차이점

포스트텐션 구조 개요

콘크리트의 인장강도는 압축강도의 약 8~14% 정도	상향력 및 축박향 압축력 도입으로 인장응력 감소
콘크리트의 낮은 인장강도 때문에 초기하중 재하단계에서부터 휨균열발생	휨, 전단, 비틀림 등 구조 성능이 향상
	균열이 발생하지 않고 상쇄된 하중만큼 처짐감소

 

 

프리텐션과 포스트텐션 비교

건축에서 활용이 되고 있는 재료인 콘크리트의 종류는 다양하지만 이 중 프리텐션 콘크리트와 포트스텐션 방식의 콘크리트에 대해서 비교를 해보겠습니다. PS강재 긴장시기, 작업순서, 프리스트레스 도입 방식, 공법, 장점과 단점에 대해서 비교를 통해서 차이점에 대해서 알아보고 post-tension에 대해서 추가적으로 부착식과 미부착식에 차이점을 비교 해보겠습니다.

pre-tension & post-tension

비고	Pre-tension (프리텐션 방식)	Post-tension(포스트텐션 방식)
PS강재 긴장시기	콘크리트 강화 이전에 PS강재를 긴장시킨다.	콘크리트 경화이후 PS강재를 긴장시킨다.
작업순서	1. 지지대와 인장대 설치 2. 거푸집 조립 3. PS강재 긴장 4. 콘크리트 타설 (양생 > 응결 > 경화) 5. PS강재의 긴장력 이완	1. 거푸집 조립 및 시스 배치 2. 콘크리트 타설 (양생 > 응결 > 경화) 3. 시스 속에 PS강재 삽입 4. PS강재 긴장 후 정착 5. 그라우팅
프리스트레스 도입 방식	PS강재와 콘크리트의 부착력에 의해 프리스트레스가 도입된다.	부재단의 정착장치에 의해 프리스트레스가 도입된다.
공법	공장 생산에 사용한다. 1) 연속식 - 여러개의 거푸집을 인장대에 일렬로 배치하고 1회의 긴장으로 한 번에 다수의 부재를 제작하는 방식이다. - 가장 보편적인 방법이다. - 넓은 부재와 공장설비가 필요하다. - 대량생산에 유리하다. 2)단독식 - 거푸집 자체를 인장대로 하여 1회 긴장에 1개의 부재를 제작하는 방식이다. - 제조 공장을 분산시킬 수 있고 그에 따른 운반 비용절감이 가능하다. - 동일 추시의 부재를 지속적으로 생산할 수 있어 장기적으로 효율이 좋다. - 거푸집 비용이 많이 들지만 거푸집 회전율이 높다.	현장 생산에 사용한다. 1) 쐐기식 -마찰 저항을 이용한 정착방법이다. 2) 지압식 - 너트와 지압판에 의한 정착방법이다. 3) 루프식
장점	1) 공장제품으로 품질이 우수하다. 2) 대량 생산이 가능하다. 3) 시스 등 정착 장치 불필요하다.	1) 긴장재의 곡선 배치가 가능하다. 2) 콘크리트 경화 후에 긴장하므로 부재 자체를 지지대로 이용하므로 별도의 지지대가 불필요 하므로 프리스트레스 도입이 용이하다. 3) 대형부재의 제작이 가능하다. 4) 비부착식은 재긴장이 가능하다.
단점	1) PS강재의 곡선 배치가 곤란하다. 2) 대형부재 제작에 부적합하다. 3) 부재와 정착단에는 소정의 긴장력이 도입되지 않으므로 설계에 주의한다.	1) 비부착식은 부착식에 비해 파괴강도가 낮고 균열폭이 증가한다. 2) 제품의 품질 신회도 확보가 어렵다.

Prestressing Method에 따른 분류

Pre-Tensioning

Individual Mold Method (하나의 Mold에서 한개 부재 생산)            long-line method (하나의 mold에서 다량의 부재생산)

• 수송 여건이나 조립장비의 양중 능력에 따라 부재크기 제약
• 양중무게로 인한 장스팬 적용에 어려움이 있음
• 현장 조립전에 충분한 LEAD TIME이 필요 (설계 + MOLD제작 + 생산 + 수송 = 약 5개월 소요)
• 접합부 설계 및 시공 중요 (구조적 성능 및 시공성에 영향)
• 접합부 강성 확보에 어려움이 있어 고층건물 적용에 불리
• 방수, 차음 성능 확보에 불리
• 모듈화 된 평면에서 경제성 확보 유리
• 공사기간 단축 및 시공성 확보에 유리
• 공장에서 제작되므로 품질관리에 용이

 

Post-Tesioning

Bonded Method(부착식)                                                        Unbonded Method(비부착식)

• 하나의 강봉 또는 여러 가닥의 다발강연선으로 이루어짐
• 강연선이 콘크리트에 매립되어 있어 부분적인 응력손실이 부재 전체로 확대되지 않음
• 강연선 이잔장 후 그라우팅 필요
• 작업 시 중량장비 필요
• 하나의 강연선에 하나의 정착구 설치
• 현장 조건에 따라 강연선의 위치 조정이 자유로움
• 강연선 인장 후 그라우팅이 필요 없음
• 장비가 경량이며 이동이 자유로움

Post-Tesion

프리스트레스트 콘크리트의 응력 도입법의 하나로 콘크리트 경화 후에 PC강봉을 긴장하여 정학하는 수법, 대부분은 매입용의 시스를 사용하고, 긴장 후 그 속에 그라우트한다.

	부착식	미부착식
포스트텐션 (post-tesion)	1. 시스 속을 그라우팅한 경우로 강재가 부식되지 않는다. 2. 그라우팅 필요하다. 3. 균열 폭이 작다. 4. 파괴 강도가 크다. 5. PS강재의 재긴장이 불가능하다.	1. 시스속을 그라우팅하지 않은 경우로 강재의 부식 우려가 있다. 2.그라우팅 불필요하다. 3. 균열 폭이 크다. 4. 파괴 강도가 작다. 5. PS강재의 재긴장이 가능하다.

 

균형하중(Balancing Load)이란?

작용하는 하향의 하중을 긴장재를 포물선 또는 절선상으로 배치함으로써 얻어지는 상향력에 의해 상쇄하는 개념