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1[9급 국가직 토목설계] 20년 1회차
그림과 같은 자중을 포함한 등분포하중 w가 작용하는 단순 지지된 프리스트레스트 콘크리트 보의 경간 중앙에서 단면 하단의 콘크리트 응력을 0이 되게 하는 프리스트레스 힘 P[kN]는? (단, 긴장재는 콘크리트 보의 단면도심에 배치되어 있으며, 콘크리트 보의 단면적은 긴장재를 무시한 총단면적을 사용한다)
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해설

경간 중앙 하단 응력을 0으로 만드는 프리스트레스 힘은 P=4,500kN이다.

긴장재가 도심에 있으므로 프리스트레스는 균일 압축 P/A만 주고, 이것이 하중 모멘트에 의한 하단 인장응력과 상쇄되어야 하므로 P/A=M/Z이다.
M=wL28=30×1028=375 kN⋅mM = \dfrac{wL^2}{8} = \dfrac{30\times 10^2}{8} = 375\ \mathrm{kN\cdot m}
A=0.3×0.5=0.15 m2,Z=bh26=0.3×0.526=0.0125 m3A = 0.3\times0.5 = 0.15\ \mathrm{m^2},\quad Z = \dfrac{bh^2}{6} = \dfrac{0.3\times0.5^2}{6} = 0.0125\ \mathrm{m^3}

P=MZA=3750.0125×0.15=4,500 kNP = \dfrac{M}{Z}A = \dfrac{375}{0.0125}\times 0.15 = 4{,}500\ \mathrm{kN}

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