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1[토목기사 필기] 16년 2회차
그림과 같은 띠철근 단주의 균형상태에서 축방향 공칭하중(Pb)은 얼마인가? (단, fck=27MPa, fy=400MPa, Ast=4-D35=3800mm2)
문제 이미지
1
1327.9KN
2
1520.0kN
3
3645.2kN
4
5165.3kN
해설

균형파괴 조건에서 중립축 깊이 cb=660660+fydc_b = \dfrac{660}{660+f_y}d를 적용한다. 단면 300×450mm, 피복 50mm이므로 d=30050=250mmd=300-50=250mm, d=50mmd'=50mm이다. cb=660660+400×250155.7mmc_b = \dfrac{660}{660+400}\times250 ≈ 155.7mm, 등가응력깊이 ab=0.85cb132.3mma_b=0.85c_b≈132.3mm(β₁=0.85, fck≤28MPa 기준). 압축측 콘크리트 합력 Cc=0.85fckabb=0.85×27×132.3×4501367.0kNC_c=0.85f_{ck}\cdot a_b\cdot b=0.85\times27\times132.3\times450≈1367.0kN, 압축철근 변형률 확인 시 항복하므로 Cs=Asfy0.85fckAsC_s=A_s'f_y-0.85f_{ck}A_s' 근사 적용, 인장철근은 항복하여 T=AsfyT=A_sf_y. 철근을 상하 2단(각 1900mm²)으로 배치한 대칭단면에서 힘의 평형과 등가압축력 계산을 종합하면 균형축하중 Pb1327.9kNP_b≈1327.9kN으로 산정되어, 보기 1번(1327.9kN)이 균형상태의 공칭축하중과 일치한다.

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