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아래 그림과 같은 복철근 직사각형 보에서 압축연단에서 중립축까지의 거리… | [콘크리트기사 필기] 16년 1회차 기출문제 상세 페이지

1[콘크리트기사 필기] 16년 1회차
아래 그림과 같은 복철근 직사각형 보에서 압축연단에서 중립축까지의 거리(c)는 약 얼마인가? (단, As=6-D32=4764mm2, As=2-D29.1284mm2, fck=35MPa, fy=350MPa 이다.)
문제 이미지
1
137mm
2
153mm
3
161mm
4
171mm
해설

압축연단에서 중립축까지의 거리는 약 171mm이다.

그림에서 폭 b=300mm, 압축연단에서 인장철근까지의 유효깊이 d=500mm, 압축철근의 피복 d'=60mm이다. 압축·인장철근이 모두 항복한다고 보면 힘의 평형은 0.85fck a b+As′fy=Asfy0.85f_{ck}\,a\,b+A_s'f_y=A_s f_y 이다.

대입하면
0.85×35×300×a=(4764−1284)×3500.85\times35\times300\times a=(4764-1284)\times350
8925 a=1,218,000 ⇒ a=136.5 mm8925\,a=1{,}218{,}000\ \Rightarrow\ a=136.5\,\mathrm{mm}

fck=35MPa 이므로 β1=0.85−0.007(35−28)=0.801\beta_1=0.85-0.007(35-28)=0.801 이고
c=aβ1=136.50.801≈171 mmc=\dfrac{a}{\beta_1}=\dfrac{136.5}{0.801}\approx171\,\mathrm{mm}
압축철근 변형률이 0.003×171−60171=0.00195>εy=0.001750.003\times\dfrac{171-60}{171}=0.00195>\varepsilon_y=0.00175 로 나와 항복 가정도 성립한다(출제 당시 기준의 β1\beta_1 식).

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