(1). 휨파괴와 전단파괴의 차이점에 대해 간단히 설명하고, 이로 인한 휨설계와 전단설계시 나타나는 차이점에 대해 아는 대로 설명하시오.
휨파괴 : 휨파괴는 인장에 의해 파괴되어 연성파괴를 유도하도록 만들어 지고 있습니다. 휨파괴의 특징은 단순보의 경우 부재의 중앙, 하부에서 발생하고 있습니다.
휨설계 : 이로 인한 안전을 확보하기 위해, 최 외측 철근의 인장변형률을 (0.004, 2.0εy) 중 큰 값이 상을 확보하도록 규정하고 있습니다.
전단파괴 : 전단파괴는 취성파괴라 하여 급격하게 파괴되는 것을 말합니다. 전단파괴의 특징은 단순보의 경우, 부재의 양 단부에서 주로 발생하고 있으며, 45도 형태로 균열이 발생하게 됩니다. 플랫슬라브와 같은 2방향의 전단파괴도 있으니 추후에 공부해야 할 부분입니다.
전단설계 : 설계기준에서는 전단파괴가 발생하지 않도록 설계하고 있습니다. 콘크리트의 전단내력의 1/2 보다 작은 전단력이 발생하는 경우를 제외하고는 철근을 균열 깊이 별 1개 이상 배치해야 하는 것으로 규정하고 있습니다. 전단내력에 영향을 미치는 요소가 여러개 이나, 이중에서 콘크리트의 전단내력(강도), 전단보강근(스터럽 등)에 의한 전단강도만을 설계에 반영합니다.
(2). 휨 설계와 전단설계의 안전율 확보 방법(강도감소계수 적용을 중심으로)을 설명하고 휨파괴보다 전단파괴에 대한 안전율을 높여주는 방법에 대해 설명하시오.
휨설계의 강도감소계수는 0.85 이고 전단설계에서의 강도감소계수는 0.70 입니다.
휨파괴에서의 안전율을 높여주는 방안으로는 압축철근을 배치하여 부재의 휨 강도를 높이는 것이 대표적이며, 단면의 형상을 변경하는 방법, 합성부재를 사용하여 설계하는 방법, 강연선을 활용하여 프리스트레스트 적용, 고강도 콘크리트 및 고강도 철근 반영 등이 있습니다.
전단파괴에서는 전단보강근을 적용하는 방법, 강재와 콘크리트의 합성부재를 사용하는 방법, 부재의 크기를 증가하는 방법, 고강도 콘크리트를 사용하는 방법 등이 있는데, 콘크리트 강도 증가의 경우 효과가 미비할 것으로 생각됩니다.
(3). 사인장력과 사인장균열에 대해 설명하시오.
균열의 방향은 인장력이 발생하는 방향의 90도(직각)으로 나타나게 됩니다. 사인장력이라는 것은 부재의 양 단부가 지점부로 구속되어 있어, 주응력이 45도로 회전하게 되며, 주응력의 90도(직각)으로 균열이 발생하게 됩니다. 따라서, 경사가 있다는 의미 "사" 라는 의미와 인장을 받고 있다는 의미에서 사인장이라고 하고 있으며, 사인장력은 경사 방향으로 발생하는 인장력 , 주응력의 방향을 이야기 하고 사인장 균열은 그 인장력의 90도 방향에 균열을 말하는 것입니다.
