[토목구조] 구조부재 압축 인성
구조물에 사용되는 부재의 물리적 특성 중 인성에 대해 말해보겠습니다. 인성은 영어로 toughtness라고 말하고, 외부 하중에 대해 부재가 변형하면서 견딜 수 있는 정도, 즉 변형 에너지의 크기라고 말할 수 있겠습니다. 인성은 구조 부재로써 변형할 수 있는 능력이므로 중요합니다. 특히, 소성설계범주인 내진설계, 취성파괴 전 연성 변형능력으로도 중요합니다. 인성 개념은 구조기술사 문제에도 나왔으니 많은 관심 부탁드립니다.
구조 부재 인성 Toughtness
인성은 부재가 외부하중이 작용할때 변형할 수 있는 능력을 수치화한 것이다. 주로, 응력-변형률 곡선 그래프에서 하부 면적에 해당하고 응력-변형률 곡선의 하부 면적이 클수록 인성이 높다고 할 수 있다.
압축 인성 Compressive Toughtness
압축 인성은 주로 압축응력을 주로 받는 부재에 해당하며, 콘크리트 재료가 대표적이다. 외부 하중 작용 시 콘크리트 부재에 압축응력이 발생하고 이로 콘크리트 파괴에 이르기까지 변형할 수 있는 정도를 콘크리트 압축 인성이라고 한다.
인성의 특징
인성은 구조 부재에 사용되는 말이며, 부재의 강도가 높을수록 인성이 줄어드는 특징을 갖고 있다. 즉, 콘크리트의 경우 고강도 콘크리트일수록 변형할 수 있는 능력인 인성은 줄어드는 경향을 띄고 있다.
철근도 마찬가지로 강도가 높은 고강도 철근일수록 인성이 작은 경향이 있으며, 이는 구조물 파괴시 취성적 파괴에 위험이 될 수 있는 요인이 되기도 한다. 취성적 변형 및 파괴를 제한하기 위해서 KDS 설계기준에서는 부재별 철근 강도를 제한하고 있는 것이다.
아래 문제는 토목구조기술사 115회 1교시 문제로 나왔으며, 풀이를 해보았습니다. 특징에 대해서 간략히 적었지만, 포스팅된 내용을 좀 더 참고하시면 좋을 거 같습니다. 인성은 주로 철근, PS 강선에 대해 개념을 물어보는 경우가 많은데, 콘크리트 압축 인성에 대한 문제도 출제될 수 있으니 참고하시기 바랍니다.
도움되셨기를 바랍니다. 감사합니다
기술사는 다양한 문제를 보는게 중요합니다. 아래 링크로 관련 기출문제를 드립니다.
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