휨강도 관련 기출 · 풀이
138회 2교시 2번4. 철근콘크리트 구조설계
콘크리트의 응력-변형률 관계가 그림과 같다. 철근콘크리트 단면의 휨강도 해석을 위한 등가 직사각형 압축응력블록의 계수 α₁와 β₁값을 구하시오. (단, 장기거동과 재하속도의 효과는 고려하지 않는다.) <콘크리트의 응력-변형률 곡선> <등가 직사각형 압축응력 블록>
콘크리트 응력-변형률 관계로부터 등가 직사각형 응력블록 계수 산정은 철근콘크리트 휨강도 해석의 핵심입니다. 주어진 응력-변형률 곡선을 바탕으로 압축력의 크기와 위치를 등가적으로 표현하는 \( \alpha \)와 \( \beta \) 값을 계산합니다. 이는 실제 응력 분포를 단순화하여 설계 실무에 적용하기 위함이며, 콘크리트 구조물의 안전성 평가에 필수적인 과정입니다.
전체 해설 보기136회 3교시 3번4. 철근콘크리트 구조설계
스팬이 20m인 단순보 조건에서 포스트텐션(부착 긴장재) 콘크리트 보의 필요 최소 강연선 수를 산정하고, 이 강연선 타입을 비부착긴장재로 변경하였을 경우, 휨강도 확보에 필요한 최소 철근량을 계산하시오. <검토조건> ▪ fck = 35MPa, fy = 400 MPa ▪ 저이완 7연선 긴장재 ∅15.2 mm, 단면적 138.7mm² ▪ 긴장재 인장강도 fpu = 1,860MPa, 항복강도 fpy = 1,680MPa ▪ 프리스트레스 유효율(Pe/Pi) : 0.85 ▪ 하중평형법을 이용하여 개략적인 필요한 긴장재 단면적 결정. ▪ 부착 긴장재의 극한응력 간략식 이용하여 휨강도 결정. ▪ 비부착 긴장재의 극한응력 간략식 이용하여 휨강도 결정. ▪ 비부착 긴장재의 유효 프리스트레스(fpe)는 1085.5MPa 적용. ▪ 비부착 긴장재 적용시, 최소부착철근량 검토할 것.
본 문제는 포스트텐션 콘크리트 보의 긴장재 소요량 산정 및 부착/비부착 조건 변경에 따른 휨강도 확보를 위한 철근량 계산을 다룬다. 하중평형법을 이용한 긴장재 단면적 결정, 극한응력 간략식을 활용한 휨강도 검토, 그리고 비부착 긴장재 사용 시 최소 철근량 검토를 포함한다. 실무 적용 시 긴장재 배치 상세, 콘크리트 강도 변화, 프리스트레스 손실 등을 고려해야 한다.
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