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1[9급 지방직 건축구조] 19년 1회차
그림과 같은 철근콘크리트 보 단면에서 극한상태에서의 중립축 위치 c(압축연단으로부터 중립축까지의 거리)에 가장 가까운 값은? (단, 콘크리트의 설계기준압축강도는 20MPa, 철근의 설계기준항복강도는 400MPa로 가정하며, As는 인장철근량이다)
문제 이미지
1
120.3mm
2
117.6mm
3
113.4mm
4
109.7mm
해설

중립축 깊이 c는 약 117.6mm이다. 2019년 시험 당시 기준에 따라 인장철근 항복을 가정하고 등가응력블록 깊이 a를 구한 뒤 c=a/β1c = a/\beta_1로 환산한다.

그림에서 b=400 mmb = 400\,\mathrm{mm}, d=500 mmd = 500\,\mathrm{mm}, As=1700 mm2A_s = 1700\,\mathrm{mm^2}이다. 힘의 평형 0.85fckab=Asfy0.85f_{ck}ab = A_sf_y에서
a=1700×4000.85×20×400=6800006800=100 mma = \dfrac{1700\times 400}{0.85\times 20\times 400} = \dfrac{680000}{6800} = 100\,\mathrm{mm}

당시 기준에서 fck≤28 MPaf_{ck} \le 28\,\mathrm{MPa}이면 β₁ = 0.85이므로
c=1000.85≈117.6 mmc = \dfrac{100}{0.85} \approx 117.6\,\mathrm{mm}

  • 120.3mm는 a=100mm를 β₁=0.85로 나눈 값보다 커서 맞지 않는다.
  • 113.4mm는 같은 계산값보다 작아 맞지 않는다.
  • 109.7mm 역시 평형식과 β₁ 환산을 만족하지 않는 값이다.

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