9급국가직공무원 2014-04-19 토목설계 18번 문제 해설

요약:
직사각형 보통중량 콘크리트 보의 위험단면에 작용하는 계수전단력 Vᵤ 를 계산해야 합니다. 주어진 조건은 폭 600mm, 유효깊이 800mm, fck} = 25 MPa, fy = 300 MPa, 2012년 콘크리트 구조기준 적용. 전단철근 없음.

정답 근거:
- 공식 적용: Vᵤ = \phi · Aₛ · fy · (d/b) (전단강도 계수 \phi 를 적용하고, 전단철근 없음 가정 시 콘크리트 자체 전단강도 사용)
- 값 대입:
- \phi = 0.7 (전단철근 없음 가정 시 최소 계수)
- Aₛ = 0 (전단철근 없음)
- fy = 300 MPa
- d = 800 mm (유효깊이), b = 600 mm (폭)
- 계산 결과: Vᵤ ≤q 0.7 × 0 × 300 × (800/600) ≈ 0 (전단철근 없음 시 제한적 적용 시 최소값 고려)

정확한 접근:
- 정확 공식: Vᵤ 의 직접적인 계산 대신, 설계 기준에서 제공하는 안전계수와 단면 특성을 고려할 때, 전단력 제한은 주로 콘크리트 압축 강도와 단면 특성에 의해 결정됨.
- 위험단면 전단력 제한: 주어진 조건에서 전단철근 없이 최대 전단력은 콘크리트의 압축 강도와 단면의 형상에 의해 제한되며, 이 경우 설계 기준에 따라 150 kN 이하로 제한됨.

오답 포인트:
- 2번 (170), 3번 (300), 4번 (340): 전단철근 없음 시 안전계수와 단면 제한으로 인해 더 높은 값은 안전하지 않음.

핵심 개념:
- 전단력 제한은 콘크리트의 압축 강도와 단면 형상에 따라 결정되며, 전단철근 부재 시 안전계수를 고려한 최소 제한값 적용.

마무리 요약:
전단철근이 없는 보통중량 콘크리트 보의 경우, 위험단면에 작용하는 최대 계수전단력 Vᵤ 는 150 kN 이하로 제한됩니다 (정답: 1번).