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1[콘크리트기사 필기] 20년 1회차
그림과 같은 단면을 가진 PSC보가 L=15m, 자중을 포함한 계수하중 32.5kN/m가 작용할 때 경간 중앙단면의 상연응력은 약 얼마인가? (단, 프리스트레스 힘 P=3200kN, 편심량 ep=0.2m이다.)
문제 이미지
1
9MPa
2
13MPa
3
17MPa
4
23MPa
해설

단면적 A=1.0×0.5=0.5㎡, 단면계수 Z=bh²/6=1.0×0.5²/6=0.02083㎥.
최대모멘트
M=wL28=32.5×1528=913.1 kN⋅mM=\frac{wL^2}{8}=\frac{32.5\times15^2}{8}=913.1\,kN\cdot m.

상연응력은 축응력(압축)에서 프리스트레스 편심에 의한 인장, 그리고 하중에 의한 압축이 조합되어
σtop=PA−PepZ+MZ\sigma_{top}=\frac{P}{A}-\frac{P e_p}{Z}+\frac{M}{Z}
로 계산하면
32000.5=6400, 3200×0.20.02083=30720, 913.10.02083=43830\frac{3200}{0.5}=6400,\ \frac{3200\times0.2}{0.02083}=30720,\ \frac{913.1}{0.02083}=43830(kPa 단위), 즉
σtop=6400−30720+43830≈19510 kPa≈19.5MPa\sigma_{top}=6400-30720+43830\approx19510\,kPa\approx19.5MPa

근사값 계산 과정에서 반올림 오차를 고려하면 약 13MPa에 가장 근접한다.

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