사용하중과 해양환경조건을 고려한 RC 기둥의 위험도 평가

Abstract

부식 환경에 노출된 RC 구조물은 염분 침투 프로파일링 또는 전위차를 이용한 정성적 평가를 통해 부식정도를 평가하지만 이는 철근 부식과 구조물의 거동에 대한 상관관계를 대변할 수 없어 철근 부식으로 인한구조물의 성능 수준 평가의 지표로 활용할 수 없다. 본 연구에서는 철근의 부식 팽창과 RC 구조물의 구조적 성능의 상관관계 규명을 위해 3차원 RC 기둥에 대한 유한요소 해석을 수행했다. 그 결과 인장 응력은 철근-콘크리트 계면 손상에 미치는 영향이 미미하지만 표면 균열에 지배적인 인자로 작용하는 반면, 압축 응력은 철근 부식 시 철근-콘크리트 계면의 균열에 지배적으로 작용하게 된다. 또한 압축응력은 철근의 부식 팽창에 의해 콘크리트 단면의 균열 가능성을 증가 시킨다. 실제로 인장응력에 의한 계면의 균열은 거의 없었으며, 콘크리트의 내부 응력을 발생시킬 수 있는 충분한 양의 부식은 계면에서의 균열을 발생시켰다. 이는 외부 하중에의한 인장응력은 RC 기둥의 손상을 유발시킬 수 있는 가장 큰 영향인자이며, 철근 부식에 의한 압축응력 또한 철근-콘크리트 계면을 손상시켜 구조물의 내구수명에 치명적으로 작용할 수 있음을 시사한다.