탄성과 강성 - 응력,변형률곡선,탄성계수

소개

탄성과 강성 - 응력,변형률곡선,탄성계수(정탄성계수, 전단탄성계수, 동탄성계수),프와송비

목차

1. 응력,변형률곡선,
2. 프와송비
3. 정탄성계수
4. 전단탄성계수
5. 동탄성계수

본문내용

1. 응력․변형률곡선
콘크리트는 완전한 탄성체가 아니므로 응력과 변형률과의 관계는 강재와 달리 하중재하의 초기단계에서부터 곡선을 나타내며 엄밀히 직선부분은 존재하지 않는다.
콘크리트의 응력-변형률곡선의 형태는 콘크리트의 강도, 품질 등에 따라 다르지만 일반적으로 고강도 콘크리트 폭의 곡선의 기울기가 강도가 낮은 콘크리트쪽의 기울기보다 급하다. 그리고, 그림에서 알 수 있듯이 하중이 작은 초기에는 거의 직선에 가까우나 하중의 증가와 더불어 점차 곡선으로 나타나고 있어 콘크리트는 훅크의 법칙(Hoke`s Low)이 성립하지 않는 재료, 즉 다시 말해서 비선형재료에 속함을 알 수 있다. 그러나 철근콘크리트 부재를 허용응력설계법으로 설계할 때는 콘크리트를 탄성체로 가정한다.
응력-변형률곡선에서 비교적 작은 하중을 가하더라도 잔류변형률(η)이 생긴다. 이것을 탄성변형률이라고도 한다. 그리고 전 변형률(δ)에서 잔류변형률을 뺀 것을 탄성변형률이라 하며, 탄성변형률은 하중을 제거하면 회복하는 변형률이다.
보통 콘크리트에서 잔류변형률에 대한 전 변형률의 비는 응력이 클수록 크고, 파괴강도의 50% 정도의 응력에서 약 10%정도이다. 콘크리트의 응력과 변형률과의 관계는 많이 발표되고 있으나, C.Bach의 관계식을 예로 들어보면 다음과 같다.

여기서, : 상수 (1/E)
m : 재료의 품질에 따라 정해지는 상수(콘크리트의 경우 m=1.11～1.16)
한편, 압축강도 120～425㎏/㎠의 보통콘크리트가 파괴에 도달할 때까지의 응력과 변형률과의 관계를 다음과 같이 나타낸 경우도 있다.

여기서, a,b,c, : 재령 및 입축강도에 의하여 결정되는 상수

참고자료

· 없음