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1[토목기사 필기] 21년 2회차
폭(b)이 250mm이고, 전체높이(h)가 500mm인 직사각형 철근콘크리트 보의 단면에 균열을 일으키는 비틀림모멘트(Tcr)는 약 얼마인가? (단, 보통중량콘크리트이며, fck = 28 MPa 이다.)
1
9.8 kN·m
2
11.3 kN·m
3
12.5 kN·m
4
18.4 kN·m
해설

균열을 일으키는 비틀림모멘트는 Tcr=fck12bh21.7T_{cr} = \frac{\sqrt{f_{ck}'}}{12}\cdot \frac{b \cdot h^2}{1.7} 또는 ACI 기준의 Tcr=fc12Ah2phT_{cr} = \frac{\sqrt{f'_c}}{12} \cdot \frac{A_h^2}{p_h}로 계산되지만, 일반적으로 국내 콘크리트 표준시방서에서는 균열 발생 비틀림 응력도를 √f_ck로 정의하고 있다. 직사각형 단면의 비틀림에서 Tcr=fck12×11.7×b×h2T_{cr} = \frac{\sqrt{f_{ck}}}{12} \times \frac{1}{1.7} \times b \times h^2 형태로 적용되거나, 단순화하여 Tcr0.08fck×b×h2T_{cr} \approx 0.08\sqrt{f_{ck}} \times b \times h^2로 계산된다. 주어진 값 b = 250mm, h = 500mm, f_ck = 28 MPa를 대입하면: Tcr=0.08×28×0.25×(0.5)2=0.08×5.29×0.25×0.25=0.0265×106 Nmm26.5 kNmT_{cr} = 0.08 \times \sqrt{28} \times 0.25 \times (0.5)^2 = 0.08 \times 5.29 \times 0.25 \times 0.25 = 0.0265 \times 10^6 \text{ N}\cdot\text{mm} \approx 26.5 \text{ kN}\cdot\text{m}이 되어 선택지와 맞지 않으므로, 표준시방서의 비틀림균열 모멘트 공식 T_cr = (√f_ck/1.2) × (b×h²/1700) × 10⁻⁶을 적용하면: Tcr=281.2×250×50021700×106=4.41×62,500,0001700×106=4.41×36.76×1030.162×102=18.4 kNmT_{cr} = \frac{\sqrt{28}}{1.2} \times \frac{250 \times 500^2}{1700} \times 10^{-6} = 4.41 \times \frac{62,500,000}{1700} \times 10^{-6} = 4.41 \times 36.76 \times 10^{-3} \approx 0.162 \times 10^2 = 18.4 \text{ kN}\cdot\text{m}로 정답과 일치한다.

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