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그림과 같은 복철근 직사각형보의 공칭휨강도 Mn및 등가직사각형 응력블록… | [9급 지방직 토목설계] 20년 1회차 기출문제 상세 페이지

1[9급 지방직 토목설계] 20년 1회차
그림과 같은 복철근 직사각형보의 공칭휨강도 Mn및 등가직사각형 응력블록의 깊이 a를 구하는 식은? (단, 인장철근 및 압축철근은 항복하였고, 콘크리트 설계기준압축강도는 fck, 철근의 설계기준항복강도는 fy이며, 콘크리트구조 휨 및 압축 설계기준(KDS 14 20 20: 2016)을 따른다) (순서대로 Mn, a)
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해설

공칭휨강도는 Mn=As′fy(d−d′)+(As−As′)fy(d−a2)M_n=A_s'f_y(d-d')+(A_s-A_s')f_y\left(d-\dfrac{a}{2}\right), 응력블록 깊이는 a=(As−As′)fy0.85fckba=\dfrac{(A_s-A_s')f_y}{0.85f_{ck}b}이다.

두 철근이 모두 항복하면 압축철근 힘 As′fyA_s'f_y과 인장철근 일부가 짝을 이루고, 나머지 (As−As′)fy(A_s-A_s')f_y를 콘크리트 압축력 0.85fckab0.85f_{ck}ab가 받는다. 이 힘의 평형에서 a가 나온다.

  • a의 분모에 폭 b가 빠진 식은 힘의 평형 차원이 맞지 않는다.
  • a의 분자·분모에서 fckf_{ck}와 fyf_y의 자리가 바뀐 식은 평형식이 아니다.
  • 첫 항이 Asfy(d−c)A_sf_y(d-c)인 식은 압축철근 힘 As′fyA_s'f_y와 우력의 팔길이 d−d′d-d'를 쓰지 않아 틀린다.

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