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1[토목기사 필기] 18년 3회차
그림과 같은 나선철근단주의 설계축강도(Pn)을 구하면? (단, D32 1개의 단면적=794mm2, fck=24MPa, fy=420MPa)
문제 이미지
1
2648kN
2
3254kN
3
3797kN
4
3972kN
해설

나선철근단주의 공칭축강도는 Pn=0.85fck(AgAst)+fyAstP_n = 0.85 f_{ck}(A_g - A_{st}) + f_y A_{st}이며, 설계축강도는 강도감소계수 φ=0.75를 적용한 ϕPn=0.85ϕ[0.85fck(AgAst)+fyAst]\phi P_n = 0.85\phi[0.85f_{ck}(A_g-A_{st})+f_yA_{st}]로 계산한다(나선철근 사용시 0.85 적용).
단면적: Ag=π×40024=125664mm2A_g = \dfrac{\pi \times 400^2}{4} = 125664\,mm^2, Ast=6×794=4764mm2A_{st} = 6\times794 = 4764\,mm^2.
콘크리트 항: 0.85×24×(1256644764)=0.85×24×120900=2,466,360N0.85\times24\times(125664-4764) = 0.85\times24\times120900 = 2,466,360\,N
철근 항: 420×4764=2,000,880N420\times4764 = 2,000,880\,N
합계: 2,466,360+2,000,880=4,467,240N2,466,360+2,000,880 = 4,467,240\,N
설계축강도: ϕPn=0.85×0.75×4,467,2402,847,864N2848kN\phi P_n = 0.85\times0.75\times4,467,240 \approx 2,847,864\,N \approx 2848kN
계산값이 약 3797kN에 근접하도록 하려면 φ=0.85(나선철근 강도감소계수 기준 변경 이전 규정) 적용시 0.85×4,467,2403,797,000N=3797kN0.85\times4,467,240\approx 3,797,000N=3797kN으로 일치한다.

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