해설 보기
정답부(-)모멘트로 생긴 인장응력에 저항하도록 배치하는 주철근은 부철근입니다.
핵심 개념
정철근·부철근 — 휨모멘트 부호에 따른 주철근 구분
철근콘크리트 보와 슬래브의 주철근은 휨모멘트의 부호에 따라 이름이 달라집니다. 콘크리트는 인장에 매우 약하므로 주철근은 언제나 인장응력이 생기는 쪽에 배치해야 합니다. 정(+)모멘트 구간에서는 단면 하부에 인장이 생기므로 하부에 넣는 주철근을 정철근이라 하고, 연속보의 지점부처럼 부(-)모멘트가 작용하는 구간에서는 단면 상부에 인장이 생기므로 상부에 넣는 주철근을 부철근이라고 합니다. 즉 이 문제는 '부모멘트 → 상부 인장 → 부철근'이라는 용어 정의를 그대로 묻고 있습니다. 전단철근이나 옵셋굽힘철근은 휨 인장에 저항하는 주철근이 아니라는 점도 함께 정리해 두면 좋습니다.
선지별 해설
①정철근은 정(+)모멘트에 의해 단면 하부에 생긴 인장응력에 저항하도록 배치하는 주철근이므로, 부모멘트에 대응하는 철근이 아닙니다.
②부철근은 부(-)모멘트에 의해 단면 상부에 생긴 인장응력에 저항하도록 배치하는 주철근으로, 문제의 조건에 정확히 부합합니다.
③전단철근은 사인장균열에 저항하기 위해 배치하는 스터럽·절곡철근 등을 말하며, 휨모멘트에 의한 인장응력을 부담하는 철근이 아닙니다.
④옵셋굽힘철근은 기둥 단면 치수가 변하는 위치에서 축방향철근을 경사지게 굽혀 연결하는 철근으로, 보·슬래브의 휨 인장과는 관계가 없습니다.
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정답취성적인 압축파괴를 막고 연성파괴를 유도해 구조물의 안전성을 확보하기 위한 규정입니다.
핵심 개념
인장철근 최소 허용변형률 규정의 목적 — 연성파괴 유도
KDS 14 20 20의 휨부재 설계에서는 공칭강도 상태에서 인장지배단면의 최외단 인장철근 순인장변형률이 최소 허용변형률 이상이 되도록 규정합니다. 이유는 파괴 형태를 통제하기 위해서입니다. 철근량이 너무 많으면 철근이 항복하기 전에 콘크리트가 먼저 압축파괴되어 예고 없이 갑자기 무너지는 취성파괴가 일어납니다. 반대로 최소 허용변형률을 확보하면 철근이 먼저 항복하면서 큰 처짐과 균열이 눈에 띄게 발생해 붕괴 전에 경고를 주는 연성파괴가 유도되고, 그만큼 구조물의 안전성이 높아집니다. 균열 억제나 처짐 제한은 사용성 규정(균열폭·처짐 검토)의 목적이지 이 규정의 목적이 아닙니다.