천장 크레인이 8 m 스팬의 큰보(Girder)에 의하여 지지되고 있다. 크레인 거더(Crane Girder)는 아래와 같이 3개의 플레이트를 필릿(Fillet) 용접하여 제작한 I형강이다. 크레인의 주요 용도는 300 kN의 대형용기를 운반하는 것이다. 크레인 작동 시 크레인 거더는 전체 하중의 최대 80%를 반력으로 지지하며, 1개의 집중하중으로 가정한다. 이러한 하중조건에서 크레인은 2cycles/hour, 10hours/day, 5days/week으로 운행하고 있으며, 건물의 설계수명은 대략 40년이다. 크레인 거더의 피로 수명이 충분한지 검토 하시오. I형강 거더 (단위: mm) 플랜지PL - 350 × 20(b × t) 웨브PL– 306 × 14 단면2차모멘트 = 448 × 10⁶ mm⁴ (△F) = 110 MPa, N = 2.95 × 10⁶ cycles TH TH
설계기준압축강도 f'c = 24 MPa인 보통중량콘크리트를 사용한 폭 b= 400 mm이고 높이 h= 500 mm이고 유효높이 d= 435 mm인 직사각형 철근콘크리트 단면이 있다. 다음과 같이 축력이 작용할 때, 이 단면의 콘크리트에 의한 전단강도 Vc를 콘크리트 구조 전단 및 비틀림 설계기준(KDS 14 20 22)에 따라 구하시오. 1) 축력이 0 kN 2) 압축력이 1,000 kN 3) 인장력이 400 kN
아래 조건 및 그림의 코너 기둥-보 접합부에서 계수모멘트 Mᵤ =375 kN·m를 지지하기 위한 수직 스티프너 AC 및 BD와 필요시, 패널존에 대각선 스티프너 및 이들의 용접 접합을 설계하시오. 【조건】 ∙ 패널존 설계를 위해서는 축력 및 전단력은 작용하지 않는 것으로 가정 ∙ 기둥 웨브와 보 플랜지의 접합을 위한 계수전단력은 Vᵤ = 680 kN ∙ 용접재는 고장력강용 피복아크 용접봉을 사용 ∙ 보는 조밀단면 ∙ 대각선스티프너(A )는 cos 로 산정 st ∙ ∙ 보 및 기둥단면(H형강): H-407×178×7.7×12.8(k=30)
아래 조건의 철골 기둥이 화재에 노출되어 강재 단면의 평균온도가 624℃로 상승하였을 때의 안전성을 검토하시오. 【조건】 ∙ 철골 기둥 단면 H- 400 × 400 × 13 × 21(SM275, F = 275 MPa) y A= 21,870 mm², Z = 3.67 × 10⁶ mm³, r= 22 mm x I = 6.66 × 10⁸ mm⁴, I = 2.24 × 10⁸ mm⁴, r = 175 mm, r = 101 mm x y x y E= 210,000 MPa, : 온도T에서의 항복강도 : 온도T에서의 탄성계수( )를 적용하여 계산된 탄성좌굴응력 ∙ 고정하중 P = 1,000 kN, 활하중 P = 850 kN D L ∙ 기둥의 높이는 4.3 m임 ∙ 각층이 충분한 내화성능을 확보한 개별적인 방화구획으로 구성된 가새골조의 최상층 기둥이며, 보와 기둥은 강접합으로 이루어져 있다.
철근콘크리트 기둥의 단면이 그림과 같다. 최대 공칭휨강도를 갖는 상태일 때의 설계 축강도 Pₙ과 설계휨강도 Mₙ를 각각 구하시오. 이때의 설계축강도 Pₙ과 최대설계 축강도 Pₙ(max)의 비율(Pₙ/Pₙ(max) %)을 구하시오. 【조건】 ∙ 건축물 콘크리트구조 설계기준(KDS41 20 00)을 적용함 ∙ 보통 콘크리트 사용함 ∙ 등가 직사각형 압축응력 블록을 사용함 ∙ fᵧ ＝ 400MPa, f'꜀ ＝ 27MPa ∙ D25철근의 단면적 Aь ＝ 506.7mm²
그림과 같은 단순 지지된 단근보에서 하중에 의한 중앙부의 휨모멘트가 설계휨강도의 60%일 때의 보의 전 단면에 대한 단면 2차모멘트(I₉)와 유효단면 2차모멘트(Iₑ)의 비 I₉/Iₑ를 구하시오. 【조건】 ∙ 건축물 콘크리트구조 설계기준(KDS41 20 00) 적용 ∙ 보통 콘크리트 사용 ∙ 등가 직사각형 압축응력 블록 사용 ∙ 장기처짐 효과는 고려하지 않음 ∙ fᵧ ＝ 400MPa, f'꜀ ＝ 27MPa ∙ D25철근의 단면적 Aь ＝ 506.7mm² (단위 mm)
내진설계범주 ‘D’에 대한 시스템 제한(KDS41 17 00)에서 아래와 같은 상황에서, 변형의 적합성에 따른 외곽 기둥의 모멘트를 산정하시오. 【조건】 ∙ 건물골조시스템의 철근콘크리트 보통전단벽시스템 (R= 5.0, Ω₀= 2.5, C𝒹 = 4.5) ∙ f'꜀ ＝ 30MPa ∙ 기둥 크기: 500 mm × 500 mm (단, 기둥의 균열을 고려하여야 하며 기둥 상하단 접합은 강접합) ∙ 중요도(1)에 해당 ∙ 탄성해석에 의한 횡변위(δₓₑ) : 15.2 mm ∙ 기둥과 벽체는 강한 격막(Rigid Diaphragm)으로 연결 ∙ 기둥의 강성은 6EI꜀/h²
아래와 같은 조건의 슬래브를 강한격막(Rigid Diaphragm)으로 검토할 때, 슬래브와 벽체 접합부의 면내전단(In-Plane Shear)에 대한 안전성을 검토하고 Chord-Tension Force를 지지하기 위한 철근의 개수를 산정하시오. 【조건】 ∙ 횡력저항시스템은 철근콘크리트 보통전단벽시스템 ∙ f'꜀ ＝ 30MPa ∙ fᵧ ＝ 500MPa (D16) ∙ 벽체 두께는 300mm, 슬래브 두께는 250 mm ∙ Horizontal Beam Analogy를 사용할 것 (단, 우발편심은 무시)
5층 건축물의 C1 기둥 기초 하부 파일 공사 중 2번 파일이 x 방향으로 +300 mm, y 방향으로 +150 mm의 시공오차가 발생하였다. 다음에 대하여 검토하시오. 1) 구조설계 시 파일의 지지력에 대한 안전성을 검토하시오. 2) 공사 중 오시공에 대한 파일의 지지력에 대한 안전성을 검토하시오. 3) 파일 오시공에 대하여 추가로 검토할 사항을 기술하시오. 【조건】 ∙ 사용하중에 의한 조합하중(Pₛmax)은 2,850 kN ∙ 파일의 허용 지지력 Qa= 1,200 kN/EA(PHC Φ600) ∙ 기초의 콘크리트 강도는 f'꜀ = 24 MPa ∙ 파일 검토 시, 기초자중은 무시 ∙ 기초판은 강체로 가정
그림과 같은 강구조 특수모멘트 골조의 보-기둥 접합부(Joint)에서 연성설계를 위한 절차를 아래 순서에 따라 기술하시오. 【조건】 ∙ M₁,M₂,M₃,M₄ = (연직하중 + 지진하중)에 의한 패널존 경계면/둘레에 작용하는 보 및 기둥 단부모멘트 ∙ V₁, V₂, V₃, V₄ = M₁,M₂,M₃,M₄에 각각 해당하는 전단력 ∙ M₉₁,M₉₂ = 기둥중심선에 작용하는 연직하중에 의한 보의 모멘트 ∙ V₉₁,V₉₂ = M₉₁,M₉₂에 각각 해당하는 기둥중심선에 작용하는 보의 전단력 ∙ dь = 보의 전체춤, d꜀ = 기둥의 전체춤