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1[9급 지방직 토목설계] 19년 1회차
그림과 같은 중력식 옹벽의 전도에 대한 안전율은? (단, 콘크리트의 단위중량 γc=25kN/m3, 흙의 내부마찰각 ø=30°, 점착력 c=0, 흙의 단위중량 γs=20kN/m3, 옹벽 전면에 작용하는 수동토압은 무시하며, KDS(2016) 설계기준을 적용한다)
문제 이미지
1
1.52
2
2.08
3
2.40
4
3.50
해설

전도에 대한 안전율은 약 2.40이다.

랭킨 주동토압계수와 주동토압(작용점은 저면에서 높이의 1/3)을 구한다.
Ka=1−sin⁡30∘1+sin⁡30∘=13K_a=\dfrac{1-\sin30^\circ}{1+\sin30^\circ}=\dfrac{1}{3}
Pa=12×20×62×13=120 kN/m,Mo=120×2=240 kN⋅m/mP_a=\dfrac{1}{2}\times20\times6^2\times\dfrac{1}{3}=120\,\mathrm{kN/m},\quad M_o=120\times2=240\,\mathrm{kN\cdot m/m}

옹벽을 직사각형과 삼각형으로 나눠 앞굽(전면 하단) 기준 저항모멘트를 구한다.
W1=25×1×6=150,x1=2.5 mW_1=25\times1\times6=150,\quad x_1=2.5\,\mathrm{m}
W2=25×12×2×6=150,x2=23×2=43 mW_2=25\times\dfrac{1}{2}\times2\times6=150,\quad x_2=\dfrac{2}{3}\times2=\dfrac{4}{3}\,\mathrm{m}
Mr=150×2.5+150×43=575 kN⋅m/mM_r=150\times2.5+150\times\dfrac{4}{3}=575\,\mathrm{kN\cdot m/m}
Fs=575240≈2.40F_s=\dfrac{575}{240}\approx2.40

  • 1.52와 2.08은 저항모멘트 575 kN·m/m를 전도모멘트 240 kN·m/m로 나눈 값보다 작아, 저항모멘트를 과소 산정했거나 전도모멘트를 과대 산정한 값이다.
  • 3.50은 반대로 전도모멘트를 과소 산정해야 나오는 값으로 위 계산과 맞지 않는다.

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