토목구조기술사 114-2-6

 

-강도설계법으로 검토

(1) RC보 파괴상태 풀이

     콘크리트가 압축변형률 εc일 때 철근도 항복하는 균형철근량 Asb 산정

 

εy = fy/Es = 350/200000 = 0.00175

 cb : 0.003 = (520 - cb) : 0.00175

   0.003(520 - cb) = 0.00175cb

    ∴ cb = 328.4211mm

   압축력 = 인장력 조건에서

   0.85fck·(a·b - 100×120)=Asb·fy 여기서 a=0.85cb (fck < 28MPa, β1=0.85)

   Asb = 0.85fck(0.85cb·b-12000)/fy = 0.85×21×(0.85×328.4211×360 - 12000)/350 = 4513㎟

   사용철근량 As(=2570㎟) < Asb (=4513㎟) 이므로 연성파괴 상태

 

(2) 설계모멘트 적정성 검토

   강도감소계수 산정

 

    c값 산정(철근은 항복함)

   0.85fck·(0.85c·b - 100×120) =As·fy    =>   0.85×21×(0.85×c×360-12000) = 2570× 350

       ∴ c = 214.5611mm ,  a=182.3770mm ( > 100mm 파인부분의 깊이)

   철근변형률 εs

   0.003 : c = εs : (d-c)    =>  εs = (d-c)/c × 0.003= (520 - 214.5611)/214.5611 × 0.003

      ∴ εs= 0.004271

   fy < 400MPa이므로 인장지배변형률 한계는 0.005, 압축지배밴형률 0.00175

   띠철근을 사용한다고 가정하고 압축지배 Φ 0.65~ 인장지배 Φ 0.85 변화구간에 속함

   Φ =  (0.85-0.65) / (0.005-0.00175) ×(0.004271 - 0.00175) + 0.65 = 0.8051

 

   최소철근량 Max{ 1.4/fy bd , 0.25√fck/fy bd } = {749 , 613} < As(=2570㎟) ∴ OK

 

   도심 n 산정

      n = {(182.377-100)x360x(100+82.377/2)+(240x100)x50}/(182.377x360-100x120)= 100.400mm

   Mn = As·fy(d-n) = 2570×350×(520-100.4)

          = 377429993.2 Nmm = 377.430kNm

  ΦMn = 0.8051 × 377.430 = 303.9 kNm < Mu=350kNm ∴ NG 단면부족, 철근량 증가 필요