해설 보기
정답거주성 검토용 응답가속도는 재현기간 10년이 아니라 1년 풍속으로 산정하므로 틀린 설명입니다.
핵심 개념
풍하중 산정과 사용성(거주성) 검토 기준
건축구조기준(KDS 41 12 00)의 풍하중은 두 가지 층위로 나뉩니다. 구조안전을 위한 설계풍하중은 재현기간 100년급 기본풍속을 기준으로 산정하지만, 사람이 진동을 느끼는 정도를 보는 거주성(사용성) 검토는 훨씬 자주 일어나는 바람을 대상으로 하므로 재현기간 1년 풍속에 대한 최대응답가속도로 평가합니다. 또 풍압은 외압과 내압을 함께 보아 각 표면 양면에 작용하는 풍압의 대수합으로 계산하며, 풍동실험을 쓸 경우 실험단면에 대한 단면폐쇄율을 8% 미만으로 하는 등 실험조건이 별도로 규정되어 있습니다.
선지별 해설
①거주성(사용성) 검토를 위한 응답가속도는 재현기간 1년 풍속을 이용하여 산정합니다. 사용성은 자주 발생하는 바람에서의 진동 체감을 보는 것이므로 재현기간을 짧게 잡으며, 10년 풍속을 쓴다는 서술은 기준과 맞지 않습니다.
②풍하중은 건물 표면의 외압과 내압이 동시에 작용하므로, 각 표면의 양면에 작용하는 풍압을 대수합(부호를 고려한 합)으로 처리해 순 풍압을 구합니다. 개구부 유무에 따라 내압이 크게 달라지는 이유도 여기에 있습니다.
③풍동실험 조건에서 대상건축물과 주변 모형에 의한 단면폐쇄율은 풍동 실험단면에 대하여 8% 미만이어야 합니다. 폐쇄율이 크면 유로가 좁아져 유속이 왜곡되고 측정 풍압이 과대평가되기 때문입니다.
④풍방향·풍직각방향 진동으로 인한 최대응답가속도에 대해 거주자가 불안·불쾌감을 느끼지 않고 건축물도 피해를 입지 않도록 설계해야 한다는 것은 기준의 사용성 설계 원칙 그대로입니다.
해설 보기
정답공식 정답은 ③ 4.5m로, 허용휨모멘트를 M = σ·Z로 구한 뒤 L = 4M/P로 역산하는 문제입니다.
핵심 개념
허용 휨응력으로 단순보의 최대 지간 역산하기
중앙에 집중하중 P를 받는 단순보의 최대휨모멘트는 M = PL/4이며, 지간 중앙에서 발생합니다. 직사각형 단면의 탄성 단면계수는 Z = bh²/6이고, 탄성상태의 휨응력은 σ = M/Z입니다. 따라서 '허용 휨응력을 넘지 않는 최대 지간'은 M = σ·Z로 허용휨모멘트를 먼저 구한 뒤 PL/4 ≤ σ·Z에서 L = 4σZ/P로 역산하면 됩니다. 계산 순서를 Z → 허용휨모멘트 → 지간으로 고정해 두면 하중조건(집중/등분포)이나 지지조건이 바뀌어도 최대휨모멘트 공식만 바꿔 그대로 적용할 수 있습니다.