토목구조기술사 119-2-1

 

강도설계법으로 풀이

1) 철근 배근을 위한 가정사항

    외기노출 없음 ; 주철근 피복 40mm, 스트럽 피복 30mm

    전단철근 D13

    현장타설 ; 철근 수평 순간격 Max{40mm, 굵은골재(25mm) 1.5배, 철근지름 1.5배}

 

2)철근량 예비계산

   a=100mm,  강도감소계수 Φ=0.85, 철근은 항복한다고 가정

   M=ΦAs·fy·(d-a/2)

   1460,000,000=0.85xAsx420x(640-100/2)     As=6931.6mm²

   철근 D35 2단으로 4개씩 총 8개 배근 As_use=956.6x8=7652.8mm²

   스트럽 피복 35mm > 30mm, 주철근 피복 48mm> 40mm

     주철근 순간격 55mm(=90-35) > 53mm(35x1.5)

 

3) 휨강도 계산

    철근량이 많아지므로 a값도 커짐. →중립축은 플랜지를 벗어남.

    0.85fck·(tf×b+(a-tf)×bw)=As×fy

    a=(As×fy/0.85fck-tf×b)/bw+tf

      =(7652.8×420/0.85/21-100×1400)/400+100=200.1647mm

    c=a/β1=200.1647/0.85=235.4879mm (fck < 28MPa , β1=0.85)

    εs = 0.003(640-235.4879)/235.4879=0.005153 > εy=(420/200000)

    εt = 0.003((640+45)-235.4879)/235.4879=0.005727 > 2.5εy=0.00525(fy>400MPa)

       ∴ 인장지배 Φ=0.85     Mn=As·fy·(d-n) =7652.8x420x(640-72.269)=1824787354.656 Nmm

       여기서 n=((b x tf)x tf/2+(a-tf) x bw x (tf+(a-tf)/2))/((b x tf)+(a-tf) x bw)=72.269mm  

 

 ΦMn=0.85x1824787354.656/1000000=1551.1kNm > Mu=1460kNm ∴ OK