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1[전산응용토목제도기능사 필기] 11년 2회차
그림과 같이 b=300㎜, d=400㎜, As=2580㎜2인 단철근 직사각형 보의 중립축 위치 C는? (단, ƒck=29MPa, ƒy=400MPa이다.)
문제 이미지
1
145㎜
2
170㎜
3
215㎜
4
240㎜
해설

중립축까지의 거리는 약 170㎜이다.

그림은 폭 b, 유효깊이 d, 인장철근 As=25.8 cm2=2580 mm2A_s=25.8\,\mathrm{cm^2}=2580\,\mathrm{mm^2} 인 단철근 직사각형 보와, 압축측에 크기 0.85fck0.85f_{ck} 인 등가직사각형 응력블록(깊이 a)이 놓이고 중립축(N.A.) 아래에 인장력 T가 작용하는 상태를 나타낸다. 압축력 C와 인장력 T가 같아야 하므로 0.85fck a b=Asfy0.85f_{ck}\,a\,b=A_s f_y 이다.

등가응력블록 깊이는 a=Asfy0.85fckb=2580×4000.85×29×300≒139.6 mma=\dfrac{A_s f_y}{0.85f_{ck}b}=\dfrac{2580\times400}{0.85\times29\times300}\fallingdotseq 139.6\,\mathrm{mm} 이다.

중립축 깊이는 c=aβ1c=\dfrac{a}{\beta_1} 이고 fck=29 MPaf_{ck}=29\,\mathrm{MPa} 이면 β1=0.85−0.007(29−28)≒0.843\beta_1=0.85-0.007(29-28)\fallingdotseq0.843 이므로 c=139.60.843≒165.6 mmc=\dfrac{139.6}{0.843}\fallingdotseq165.6\,\mathrm{mm}, 곧 약 170㎜가 된다(출제 당시 콘크리트구조설계기준).

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