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그림의 복철근 단면이 압축부에 3-D22(As'=1161mm2)의 철근… | [콘크리트기사 필기] 17년 1회차 기출문제 상세 페이지

1[콘크리트기사 필기] 17년 1회차
그림의 복철근 단면이 압축부에 3-D22(As'=1161mm2)의 철근과 인장부에 6-D32(As=4765mm2)의 철근을 갖고 있을 때 공칭 휨강도(Mn)를 구하면? (단, 파괴 시 압축부의 철근이 항복한다고 가정하고, fck=28MPa, fu=350MPa이다.)
문제 이미지
1
702.1kNㆍm
2
747.6kNㆍm
3
785.7kNㆍm
4
824.3kNㆍm
해설

압축철근이 항복한다고 가정했으므로, 인장철근에서 압축철근분을 뺀 (As−As′) 로 등가응력블록 깊이를 구한 뒤 콘크리트 우력과 압축철근 우력을 더하면 공칭 휨강도가 나온다. 단면은 폭 b=300mm, 압축연단에서 압축철근까지 d′=50mm, 인장철근까지 d=500mm이다.

a=(As−As′)fy0.85fckb=(4765−1161)×3500.85×28×300=176.7 mma=\dfrac{(A_s-A_s')f_y}{0.85f_{ck}b}=\dfrac{(4765-1161)\times 350}{0.85\times 28\times 300}=176.7\,\mathrm{mm}

Mn=(As−As′)fy(d−a2)+As′fy(d−d′)M_n=(A_s-A_s')f_y\left(d-\dfrac{a}{2}\right)+A_s'f_y(d-d')
=3604×350×(500−88.4)+1161×350×(500−50)=3604\times 350\times(500-88.4)+1161\times 350\times(500-50)
=519.2×106+182.9×106=702.1×106 N⋅mm=519.2\times 10^{6}+182.9\times 10^{6}=702.1\times 10^{6}\,\mathrm{N\cdot mm}

따라서 공칭 휨강도는 약 702.1kN·m이다. 도면의 500mm를 전체 높이로 잘못 보고 유효깊이를 400mm로 잡으면 값이 크게 작아지므로, 500mm가 압축연단에서 인장철근까지의 유효깊이라는 점에 주의한다.

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