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그림과 같은 철근콘크리트 보에 정모멘트가 작용할 때, 등가 직사각형 압… | [9급 지방직 토목설계] 21년 1회차 기출문제 상세 페이지

1[9급 지방직 토목설계] 21년 1회차
그림과 같은 철근콘크리트 보에 정모멘트가 작용할 때, 등가 직사각형 압축응력블록을 사용하여 계산한 단면의 설계휨강도 Md[kN⋅m]는? (단, 콘크리트의 설계기준압축강도 fck=20MPa, 철근의 설계기준항복강도 fy=400 MPa, 인장철근 단면적 As=1,275mm2, KDS 14 20 10 : 2021 및 KDS 14 20 20 : 2021을 따른다)
문제 이미지
1
216.75
2
310.75
3
375.75
4
391.75
해설

단면의 설계휨강도는 216.75 kN·m이다.

fck=20 MPaf_{ck}=20\,\mathrm{MPa}이므로 η=1.0\eta=1.0, β1=0.80\beta_1=0.80이다. 그림에서 b=300 mmb=300\,\mathrm{mm}, d=550 mmd=550\,\mathrm{mm}이다.

a=Asfyη(0.85fck)b=1275×4000.85×20×300=100 mma=\dfrac{A_sf_y}{\eta(0.85f_{ck})b}=\dfrac{1275\times400}{0.85\times20\times300}=100\,\mathrm{mm}
c=aβ1=125 mmc=\dfrac{a}{\beta_1}=125\,\mathrm{mm}, εt=0.0033×550−125125=0.0112≥0.005\varepsilon_t=0.0033\times\dfrac{550-125}{125}=0.0112\geq0.005이므로 인장지배단면, ϕ=0.85\phi=0.85

Mn=1275×400×(550−50)=255×106 N⋅mm=255 kN⋅mM_n=1275\times400\times(550-50)=255\times10^6\,\mathrm{N\cdot mm}=255\,\mathrm{kN\cdot m}
Md=ϕMn=0.85×255=216.75 kN⋅mM_d=\phi M_n=0.85\times255=216.75\,\mathrm{kN\cdot m}

  • 310.75 kN·m는 공칭휨강도 255 kN·m보다 커서 설계휨강도가 될 수 없다.
  • 375.75 kN·m 역시 공칭휨강도를 넘는 값이다.
  • 391.75 kN·m 역시 공칭휨강도를 넘는 값이다.

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