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1[콘크리트기사 필기] 16년 2회차
다음 그림과 같은 단철근 직사각형 단면에서 인장철근은 2개의 철근 D22가 윗부분에, 2개의 철근 D29가 아랫부분에 두 줄로 배치되었다. 이때 보의 공칭휨강도 Mn을 계산하면? (단, 철근 D22 2본의 단면적은 774mm2, 철근 D29 2본의 단면적은 1285mm2, fck=24MPa, fy=24MPa=350MPa이다.)
문제 이미지
1
234kN∙m
2
244kN∙m
3
254kN∙m
4
264kN∙m
해설

두 줄로 배치된 인장철근의 도심을 잡아 계산하면 공칭휨강도는 약 254kN·m이다.

단면도에서 b=300mm, h=500mm이고 하단에서 70mm 위치에 2-D29(1285mm²), 그보다 50mm 위(하단에서 120mm)에 2-D22(774mm²)가 있다.
철근 도심까지의 거리: 1285×70+774×1201285+774=88.8 mm\dfrac{1285\times70+774\times120}{1285+774}=88.8\ \mathrm{mm} 이므로 유효깊이 d = 500 − 88.8 = 411.2mm, 전체 철근량 As = 2059mm²이다.

등가응력블록 깊이: a=Asfy0.85fckb=2059×3500.85×24×300=117.8 mma=\dfrac{A_s f_y}{0.85 f_{ck} b}=\dfrac{2059\times350}{0.85\times24\times300}=117.8\ \mathrm{mm}

공칭휨강도: Mn=Asfy(d−a2)=2059×350×(411.2−58.9)=2.54×108 N⋅mmM_n=A_s f_y\left(d-\dfrac{a}{2}\right)=2059\times350\times(411.2-58.9)=2.54\times10^{8}\ \mathrm{N\cdot mm} 이므로 약 254kN·m이다. 두 줄 배근에서는 각 줄 위치가 아니라 철근군의 도심으로 d를 잡는 것이 핵심이다.

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