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1[9급 지방직 토목설계] 25년 1회차
그림과 같은 단철근 T형 보가 있다. 이 단면의 공칭휨강도[kNㆍm]는? (단, 콘크리트의 설계기준압축강도 fckf_{ck}는 25 MPa, 철근의 설계기준항복강도 fyf_y는 400 MPa이다) 
문제 이미지
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500
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510
3
520
4
530
해설

이 T형 보의 공칭휨강도는 510 kN·m이다.

유효깊이는 플랜지 두께와 그 아래 치수를 더한 530 mm이다. 플랜지 전체의 압축력이 철근 인장력보다 크므로 응력블록이 플랜지 안에 들고, 폭 800 mm인 직사각형 보로 계산한다.

T=Asfy=2,550×400=1,020,000 NT=A_sf_y=2{,}550\times 400=1{,}020{,}000\ \mathrm{N}
0.85fckbtf=0.85×25×800×120=2,040,000 N>T0.85f_{ck}bt_f=0.85\times 25\times 800\times 120=2{,}040{,}000\ \mathrm{N}>T

a=Asfy0.85fckb=1,020,0000.85×25×800=60 mma=\dfrac{A_sf_y}{0.85f_{ck}b}=\dfrac{1{,}020{,}000}{0.85\times 25\times 800}=60\ \mathrm{mm}
Mn=Asfy(d−a2)=1,020,000×(530−30)=510×106 N⋅mm=510 kN⋅mM_n=A_sf_y\left(d-\dfrac{a}{2}\right)=1{,}020{,}000\times(530-30)=510\times 10^6\ \mathrm{N\cdot mm}=510\ \mathrm{kN\cdot m}

  • 500 kN·m는 철근 인장력 1,020 kN에 팔길이 약 490 mm를 곱해야 나오는 값으로, 실제 팔길이 d − a/2 = 500 mm와 맞지 않는다.
  • 520 kN·m는 팔길이를 약 510 mm로 잡아야 나오는 값으로, 실제 팔길이보다 길다.
  • 530 kN·m는 팔길이를 약 520 mm로 잡아야 나오는 값으로, 실제 팔길이를 과대평가한 결과이다.

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