미국 기사 시험에 무조건 나오는 문제로 철근콘크리트 휨강도 설계 문제를 풀어보겠습니다. 국내 설계기준과는 조금 다릅니다. 무작정 풀이하기보단 기준서 내용을 숙지하고 여러 예제를 풀어보는걸 추천드립니다. 철근 콘크리트 보(beam) 설계 문제이지만, 문제 유형은 여러가지입니다. 문제 유형별로 모두 풀이해봤으니, 꼭 확인하고 가는걸 추천드립니다.
fe civil 휨설계 예제 4문제
fe ciivl beam 해석 문제 4가지를 가져왔습니다. 이 문제는 FE civil example에 있는 문제로 구글에서 검색하시면 확인할 수 있습니다. 풀이는 아래에 정리하였고 FE 시험 관심있으시거나 ACI 318 설계기준에 관심있으시면 봐두면 좋을거 같습니다.
유형 1 : fe civil 휨설계 강도감소계소
휨설계 문제에서 강도감소계수(resistance factor)를 구하는 문제입니다. 강도감소계수식이 국내기준과 다릅니다. 정확히는 다르게 보입니다. 하지만, 공식을 확인하시기 바랍니다.
강도감소계수 적용하는 방식은 균형상태에서 부재 내 최외단 철근의 균형 변형량을 기준으로 구합니다. 이때 산정한 균형 변형량에 공식을 적용하여 강도감소계수를 구할 수 있습니다.
ACI 강도감소계수 Φ =0.48 + 83 εt
유형 2 : fe civil 휨설계 – 보 너비 b
주어진 계수 휨모멘트 Mu에 대해 만족하는 보의 너비 b 를 구하는 문제입니다. 이 문제는 더블철근으로 1단 철근보다 조금 까다롭습니다. 왜냐면 휨강도 구할 때의 d와 최외단 철근 변형량을 구할 때 dt를 구분하여 적용해야하기 때문입니다.
풀이 아래에 미국 철근규격에 따른 단면적 표를 넣어두었으니 참고바랍니다.
유형 3 : fe civil 휨설계 – 설계휨강도
보의 설계휨강도 ΦMn을 구하는 문제입니다. 가장 일반적인 문제고 쉬운 유형입니다. 하지만, 국내기준과 다른 부분이 있는데, 강도감소계수입니다. 강도감소계수가 다른점은 아래 풀이로 반드시 확인하시기 바랍니다.
유형 4 : fe civil 휨설계 – 설계휨강도
이 문제는 위와 동일한 유형입니다. 문제 및 미국 단위 ksi, in 익숙해지기 위해서는 여러 문제를 풀어보는게 좋습니다.
이상으로 ACI 318 기준에 따른 철근콘크리트 beam 설계를 해봤습니다. 참고하시고 도움되었으면 좋겠습니다. 감사합니다.