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지름이 400mm인 원형나선 철근기둥이 그림과 같이 축방향철근 6-D2… | [콘크리트기사 필기] 18년 3회차 기출문제 상세 페이지

1[콘크리트기사 필기] 18년 3회차
지름이 400mm인 원형나선 철근기둥이 그림과 같이 축방향철근 6-D25이며, 나선철근 D13이 50mm 피치로 둘러싸여 있다. fck=35MPa, fy=400MPa일 때, 길이가 짧은 단주기둥의 최대 설계축하중강도(øPn)를 구하면? (단, ø는 0.7이고, D25 철근 1개의 단면적은 506.7mm2)
문제 이미지
1
2126kN
2
2894kN
3
3891kN
4
4864kN
해설

최대 설계축하중강도는 약 2894kN이다. 그림은 지름 D의 원형 단면 둘레에 축방향철근이 배치되고 나선철근이 피치 S로 감긴 나선철근 기둥의 단면도와 입면도이다.

나선철근 기둥의 최대 설계축하중은 최소 편심을 고려한 계수 0.85를 곱해 ϕPn=ϕ×0.85[0.85fck(Ag−Ast)+fyAst]\phi P_n=\phi\times 0.85\left[0.85f_{ck}(A_g-A_{st})+f_yA_{st}\right] 로 구한다(띠철근 기둥이라면 이 계수가 0.80이다).

단면적 Ag=π×40024=125664 mm2A_g=\dfrac{\pi\times 400^2}{4}=125664\,\mathrm{mm^2}, 축방향철근 Ast=6×506.7=3040.2 mm2A_{st}=6\times 506.7=3040.2\,\mathrm{mm^2} 이므로 콘크리트 유효면적은 125664−3040.2=122624 mm2125664-3040.2=122624\,\mathrm{mm^2} 이다.

ϕPn=0.7×0.85[0.85×35×122624+400×3040.2]\phi P_n=0.7\times 0.85\left[0.85\times 35\times 122624+400\times 3040.2\right]
=0.7×0.85×(3648049+1216080)=2894000 N=0.7\times 0.85\times(3648049+1216080)=2894000\,\mathrm{N}
따라서 약 2894kN이다.

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