2009년03월01일 54번
[콘크리트의 시공] 전단력이 큰 위치에 부득이 시공이음을 설치하려고 한다. 작용하는 전단력에 대하여 철근으로 보강하고자 할 때 가음 중 가장 적합한 정착길이는? (단, 보강에 사용하는 철근은 D32(공칭직경 31.8mm)이다.)
- ① 160mm
- ② 320mm
- ③ 480mm
- ④ 640mm
(정답률: 10%)
문제 해설
전단력이 큰 위치에 시공이음을 설치하려면, 시공이음이 받는 전단력을 철근으로 보강해야 한다. 철근의 공칭직경이 D32이므로, 철근의 단면적은 다음과 같다.
A = (π/4) × D²
= (π/4) × 31.8²
= 795.77 mm²
전단력이 작용하는 위치에서의 전단응력을 τs, 철근의 전단강도를 τb, 철근의 길이를 L, 철근의 단면적을 A, 보강하는 철근의 개수를 n이라고 하면, 다음과 같은 식이 성립한다.
τs = τb × (A × n) / L
여기서, τs는 일정한 값으로 주어지므로, τb × (A × n) / L도 일정한 값이어야 한다. 따라서, 철근의 길이 L을 늘리면, 보강하는 철근의 개수 n을 줄여야 한다.
정착길이는 철근이 시공이음에 안정적으로 고정될 수 있는 길이이다. 일반적으로 정착길이는 철근의 직경에 비례하여 결정된다. 따라서, 정착길이 L은 다음과 같이 결정된다.
L = k × D
= k × 31.8
여기서, k는 상수이다. 일반적으로 k는 20 ~ 40 사이의 값으로 결정된다. 이 문제에서는 k를 20으로 가정하고 계산하면 다음과 같다.
L = 20 × 31.8
= 636 mm
따라서, 정답은 640mm이다.
A = (π/4) × D²
= (π/4) × 31.8²
= 795.77 mm²
전단력이 작용하는 위치에서의 전단응력을 τs, 철근의 전단강도를 τb, 철근의 길이를 L, 철근의 단면적을 A, 보강하는 철근의 개수를 n이라고 하면, 다음과 같은 식이 성립한다.
τs = τb × (A × n) / L
여기서, τs는 일정한 값으로 주어지므로, τb × (A × n) / L도 일정한 값이어야 한다. 따라서, 철근의 길이 L을 늘리면, 보강하는 철근의 개수 n을 줄여야 한다.
정착길이는 철근이 시공이음에 안정적으로 고정될 수 있는 길이이다. 일반적으로 정착길이는 철근의 직경에 비례하여 결정된다. 따라서, 정착길이 L은 다음과 같이 결정된다.
L = k × D
= k × 31.8
여기서, k는 상수이다. 일반적으로 k는 20 ~ 40 사이의 값으로 결정된다. 이 문제에서는 k를 20으로 가정하고 계산하면 다음과 같다.
L = 20 × 31.8
= 636 mm
따라서, 정답은 640mm이다.
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