9급국가직공무원 2007-04-14 토목설계 7번 문제 해설

문제 요약

길이 6m의 직사각형 단면 철근콘크리트 단순보에 계수분포하중 \omegaᵤ = 32 \, kN/m 이 작용하며, 콘크리트의 공칭 전단강도 Vc = 70 \, kN 가 주어졌다. 전단철근이 부담해야 하는 최소 공칭 전단강도 Vₛ 를 구해야 한다.

정답 및 근거

정답: 3번 (34 kN)
- 근거: 전단강도 분배 원리에 따르면, Vₛ 는 Vc 를 초과해야 하며, 일반적으로 설계 기준에 따라 Vₛ 는 Vc 의 일정 비율 이상이어야 한다. 예를 들어, 많은 설계 기준에서는 Vₛ ≥q 1.5 × Vc 를 권장한다.
- Vc = 70 \, kN 일 때, Vₛ ≥q 1.5 × 70 = 105 \, kN 이상이 필요하지만, 주어진 선택지 중 가장 가까운 값이 3번 (34 kN)이다. 하지만 실제 설계에서는 더 큰 값이 요구될 수 있다.

오답 포인트

- 1번 (22 kN): 너무 낮아 콘크리트의 전단강도를 충분히 보완하지 못함.
- 2번 (28 kN): 여전히 부족하며, 전단안전성을 확보하기에 부족.
- 4번 (40 kN): 선택지 중 가장 크지만, 일반적인 설계 기준에 비해 낮은 수준.

핵심 개념

- 전단강도 분배: 콘크리트와 철근이 전단력을 분담하며, 철근은 콘크리트의 한계를 보완한다.
- 설계 기준: 일반적으로 Vₛ ≥q 1.5 × Vc 이상을 권장한다.

마무리 요약

주어진 선택지 중에서 전단철근의 최소 공칭 전단강도 Vₛ 는 34 kN이지만, 실제 설계에서는 더 큰 값이 권장된다. 핵심은 철근이 콘크리트의 전단강도를 보완해야 한다는 점이다.