[철근콘크리트공학 II] 2019년 1학기 중간고사 답안지

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(1)1. As=3,600mm2, As’=1,200mm2로 배근된 그림과 같은 복철근보의 탄성처짐이 12mm라 할 때 1년 후 지 속하중의 의해 유발되는 장기처짐은 얼마인가? (Ans) 8.4mm (Solution) ′.   (1) ′            . . (2)   ′        (3)       . 2. 단면이 300mm×300mm인 철근콘크리트보의 인장부에 균열이 발생할때의 균열모멘트(Mcr)가 15kN·m이 다. 이 콘크리트의 설계 기준강도 fck는 약 얼마인가? (Ans) 27.94MPa (Solution). . (1)     에서  을 구하면,. . .     . . .  (2)         . . . (3)         .  . (4)      .  에서  를 구하면, (5)   . .     . .  .    . .   . 3. 처짐을 계산하지 않은 경우 일단 연속인 보의 최소 두께(h)로 옳은 것은? (단, 보통콘크리트 (mc=2,300kg/m3) 및 fy =300MPa인 철근을 사용한 부재의 길이가 10m인 보) (Ans) 464mm (Solution).   (1)        . . (2)  ≠,. .  .                 . . 4. 과도한 처짐에 의해 손상되기 쉬운 비구조 요소를 지지 또는 부착하지 않은 평지붕구조의 최대 허용 처짐은? (단, ℓ은 부재의 길이이고, 활하중에 의한 순간처짐을 고려한다.). . (Ans)  .

(2) 5. 설계기준 항복강도가 350MPa인 이형철근을 사용한 철근콘크리트 구조물에서 피로에 대한 안전성을 검 토하지 않아도 되는 철근의 응력범위는? (단, 충격을 포함한 사용 활하중에 의한 철근의 응력범위이다.) (Ans) 140MPa 6. 아래 그림과 같은 보의 단면에서 표피철근의 간격 s는 약 얼마인가? (단, 습윤환경에 노출되는 경우로 서, 표피철근의 표면에서 부재 측면까지의 최단거리(cc)는 50mm, fck=24MPa, fy=400MPa이다.) (Ans) s=170.13mm (Solution) (1) 그 외의 환경에 노출된 경우:   . . . (2)           . . . (3)        . . .   .  .  . (4)           . . . . . 에서.    .          ,          (5)    7. 철근콘크리트 구조물의 균열에 대한 설명으로 맞는 것을 모두 고르시오. ① 하중으로 인한 균열의 최대폭은 철근 응력에 비례한다. ② 이형철근보다 원형철근을 사용하면 균열폭을 최소화 할 수 있음 ③ 콘크리트 표면의 균열폭은 철근에 대한 피복두께에 비례한다. ④ 동일한 철근량을 사용하더라도 직경이 굵은 철근을 여러 개 사용하면 균열폭을 최소화 할 수 있음 (Ans) ①, ③ (Solution) m 균열폭에 영향을 미치는 요인 ① 하중으로 인한 균열 최대폭은 철근의 응력과 직경에 비례하고, 철근비에 반비례함 ② 콘크리트 표면의 균열폭은 철근에 대한 콘크리트 피복두께에 비례함 ③ 원형철근보다 이형철근을 사용하면 균열폭을 최소화 할 수 있음 ④ 인장측에 철근을 골고루 배치하면 균열폭을 최소화 할 수 있음 ⑤ 동일한 철근량을 사용하더라도 직경이 가는 철근을 여러 개 사용하면 균열폭을 최소화 할 수 있음 - 철 근 배근 간격을 지나치게 크게 하지 않는 것이 바람직함.

(3) 8. fck = 24MPa, fy = 350MPa로 만들어지는 보에서 압축 이형철근으로 D29(공칭지름 28.6mm)를 사용한다 면 기본정착길이는? (단, 보통 중량 콘크리트를 사용한 경우) (Ans) ldb=510.82mm (Solution). .  ≥  에서, (1)     .   ,          . (2)  ≥  이므로,    9. 인장 이형철근의 정착길이 산정시 필요한 보정계수(α, β)에 대한 설명으로 틀린 것은?(4) ① 피복두께가 3db 미만 또는 순간격이 6db 미만인 도막철근일 때 철근 도막계수(β)는 1.5를 적용한다. ② 상부철근(정착길이 또는 겹침이음부 아래 300mm를 초과되게 굳지 않은 콘크리트를 친 수평철근)인 경우 철근 배치 위치계수(β)는 1.3을 사용한다. ③ 아연도금 철근은 철근 도막계수(β)를 1.0으로 적용한다. ④ 에폭시 도막철근이 상부철근인 경우 상부철근의 위치계수(α)와 철근 도막계수(β)의 곱, αβ가 1.6보다 많 아야 한다. (Ans) ④ (Solution) ④ 에폭시 도막철근이 상부철근인 경우 상부철근의 위치계수(α)와 철근 도막계수(β)의 곱, αβ가 1.7보다 클 필요 없다. 10. 휨을 받는 인장철근으로 4-D25 철근이 배치되어 있을 경우 그림과 같은 직사각형 단면 보의 기본 정착길이 ldb는 얼마인가? (단, 철근의 직경 db=25.4mm, fck=28MPa, fy=350MPa, D25철근 1개의 단면적 =507mm2) (Ans) ldb=1008mm (Solution).    에서,            .

(4) 11. 이형 철근의 최소 정착길이를 나타낸 것으로 틀린 것을 모두 고르시오. (단, db는 철근의 공칭지름) ① 표준갈고리가 있는 인장 이형철근: 10db이상, 또한 150mm 이상 ② 인장 이형철근: 200mm 이상 ③ 압축 이형철근: 300mm 이상 ④ 확대머리 인장 이형철근: 10db 이상, 또한 150mm 이상 (Ans) ①, ②, ③, ④ (Solution) ① 표준갈고리가 있는 인장 이형철근: 8db 이상 & 150mm 이상 ② 인장 이형철근: 300mm 이상 ③ 압축 이형철근: 200mm 이상 ④ 확대머리 인장 이형철근: 8db 이상, 또한 150mm 이상 12. 보통 중량골재를 사용한 콘크리트 구조물에서 도막되지 않은 D35(공칭직경 34.9mm) 철근으로 단부 에 90° 표준갈고리가 있는 인장 이형 철근의 기본정착길이(lhb)는 약 얼마인가?(단, fck=24MPa, fy=400MPa) (Ans) 683.90mm (Solution) (1) 도막되지 않은 철근을 사용하므로,   . .   . (2)          . . 13. 확대머리 이형철근의 인장에 대한 정착길이는 아래의 표와 같은 식으로 구할 수 있다. 여기서, 이 식을 적용하기 위해 만족하여야 할 조건에 대한 설명으로 틀린 것을 모두 고르시오.           ① 철근의 설계기준항복강도는 400MPa 이하이어야 한다. ② 콘크리트의 설계기준압축강도는 28MPa 이하이다. ③ 경량콘크리트를 사용할 수 있다. ④ 철근의 지름은 35mm 이하이어야 한다. ⑤ 인장 및 압축을 받는 경우에 확대머리 이형철근을 적용할 수 있다. ⑥ 확대머리의 순지압면적(    )은   이상이다. (Ans) ②, ③, ⑤ (Solution) ② 콘크리트의 설계기준압축강도는 40MPa 이하이다. ③ 경량콘크리트를 사용할 수 없다. ⑤ 압축을 받는 경우에 확대머리 이형철근을 적용할 수 없다..

(5) 14. 경량콘크리트를 사용하고, 설계기준항복강도가 350MPa인 D25(공칭직경：25.4mm)철근을 인장철근으로 사용하는 경우 기본정착길이(ldb)는?(단, 콘크리트 설계기준 압축강도 fck=28MPa, 콘크리트 인장강도 fsp=2.17MPa) (Ans) 1377.10mm (Solution). .   . (1)  가 규정된 경우,    ≤  이므로,       . . .  .   (2)     에서,      . 15. 주철근 SD350을 사용한 축력과 휨을 동시에 받는 철근콘크리트 부재가 띠철근으로 보강된 경우의 강도 감소계수 Φ를 구하는 직선보간식을 구하시오? (Ans)      (Solution).                                          . .  . . . . 16. 원형띠철근, 삼각형띠철근, 그리고 나선철근으로 둘러싸인 압축부재의 축방향 주철근의 최소 개수는 각각 몇 개인가? (Ans) o 띠철근: ① 원형띠철근일 경우: 4개 이상 배치 ② 삼각형띠철근일 경우: 3개 이상 배치 o 나선철근: 원형단면에 대하여 6개 이상 배치. 17. Ag =180000mm2, fck=28MPa, fy=350MPa이고, 종방향 철근의 전체 단면적(Ast)=4500mm2 인 나선철근기 둥(단주)의 공칭축강도(Pn)는? (Ans) 4889kN (Solution).                     ≈.       .

(6) 18. 그림과 같은 나선철근 기둥에서 나선철근의 간격(pitch)으로 적당한 것은? (단, 소요나선철근비 ρ s=0.018,. 나선철근의 지름은 12mm이다.) (Ans) 62.8mm (Solution) 나선철근의 체적    , 심부의 체적         ≥                         . . . . .          ,    ≥          .                 . . 19. 그림과 같은 띠철근 기둥에서 띠철근의 최대 간격으로 적당한 것은? (단, D10의 공칭직격은 9.5mm, D32의 공칭직경은 31.8mm) (Ans) 456mm (Solution) ① 축방향철근 지름의 16배이하 =    이하 ② 띠철근 지름의 48배 이하 =    이하 ③ 기둥 단면 최소 치수 이하 = 500mm 이하 이중 최소값은 456mm. 20. 그림과 같은 띠철근 단주의 균형상태에서 축방향 공칭하중(Pb)은 얼마인가? (단, fck=28MPa. fy=350MPa, Ast=4-D35 =3800mm2) (Ans) 1488kN (Solution)    (1)                                (2) 압축철근의 항복여부 판단               ′      ′            ,    압축철근항복, ′   (3)          ′   ′              ≈  (4) 정밀하게 해석하기 위하여, 압축철근부의 철근을 제외한다면,           ′     ′   ′                           ≈ .

(7)  .  21. 횡구속골조구조물에서 세장비  가 얼마를 초과할 때 장주로 취급하는가? (단, M1 : 압축부재의 단부  계수휨모멘트 중 작은 값, M2 : 압축부재의 단부 계수휨모멘트 중 큰 값).  . (Ans)     (Solution). 22. 다음 띠철근 기둥이 최소 편심하에서 받을 수 있는 설계 축하중강도(øPn(max)는 얼마인가? (단, 축방 향 철근의 단면적 Ast=1865mm2, fck=24MPa, fy=350MPa이고 기둥은 단주이다.) (Ans) 2468kN (Solution). max           max               ≈. 23. 콘크리트 구조기준에서는 띠철근으로 보강된 기둥의 압축지배단면에 대해서는 감소계수 Φ=0.65, 나 선철근으로 보강된 기둥의 압축지배단면에 대해서는 Φ=0.70을 적용한다. 그 이유에 대한 설명으로 가장 적당한 것은? ① 콘크리트의 압축강도 측정시 공시체의 형태가 원형이기 때문이다. ② 나선철근으로 보강된 기둥이 띠철근으로 보강된 기둥보다 연성이나 인성이 크기 때문이다. ③ 나선철근으로 보강된 기둥이 띠철근으로 보강된 기둥보다 골재분리현상이 적기 때문이다. ④ 같은 조건(콘크리트 단면적, 철근단면적)에서 사각형(띠철근) 기둥이 원형(나선철근 기둥보다 큰 하중 을 견딜 수 있기 때문이다. (Ans) ②.

(8) 24. 철골 압축재의 좌굴 안정성에 대한 설명으로 틀린 것은?(3) ① 좌굴길이가 길수록 불리하다. ② 힌지지지보다 고정지지가 유리하다. ③ 단면2차모멘트 값이 클수록 불리하다. ④ 단면2차반지름이 클수록 유리하다. (Ans) ③ (Solution).       ,          .  . 25. 나선철근 압축부재 단면의 심부지름이 400㎜, 기둥단면 지름이 500㎜ 인 나선철근 기둥의 나선철근 비는 최소 얼마 이상이어야 하는가? (단, 나선철근의 설계기준항복강도(fyt)=400MPa, fcκ=24MPa). (Ans) 0.01512 (Solution)                ,        ,           .     ≥      ,  ≥         . . .

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