토목구조기술사 기출 개념 — 탄소섬유시트 보강
「탄소섬유시트 보강」은(는) 토목구조기술사에서 2009~2022년 4개 회차에 4문항 출제됐습니다. 마지막은 제126회(2022년)입니다. 평균 12회차(약 4.1년)마다 다시 나왔습니다.
출제된 문항 — 최근부터
- 2022아래 그림과 같은 플레이트거더 합성형교의 연속 바닥판 하면에 다음 설계조건과 같이 교축직각방향으로 두께 0.143mm의 탄소섬유 시트를 보강한 경우 보강 전과 보강 후의 휨응력을 검토하시오. (단, 휨모멘트 산정은 고정하중에 대해서는 w_d×L²/10 적용, 활하중에 대해서는 (L+0.6)×P24×(1+I)/9.6 식에 연속보 효과를 적용하고, 압축철근 효과는 무시한다.) <조건> 1) 작용하중 (1) 자중 ∘ 포장 단위중량 : 23kN/m³ ∘ 철근콘크리트 슬래브 단위중량 : 25kN/m³ (2) 활하중 : DB24 후륜하중, 충격계수 I = 0.3 2) 재료상수 및 허용응력 (1) 콘크리트 ∘ 설계기준압축강도 : f_ck=24MPa ∘ 허용휨압축응력 : f_ca=9.8MPa ∘ 탄성계수 E_c=20,000MPa (2) 철근(SD30) ∘ 주철근 직경 및 간격 : D16 (A_s=198mm²) @100mm ∘ 허용인장응력 : f_sa=150MPa ∘ 탄성계수 : E_s=200,000MPa ∘ 사용피복 : 40mm(주철근 도심부터 콘크리트 최외측까지 거리) (3) 탄소섬유 ∘ 인장강도 : f_pu=1,900MPa ∘ 탄성계수 : E_p=640,000MPa ∘ 허용인장응력 : f_pa=633MPa (4) 탄성계수비 : 재료별 탄성계수 적용25점답안 쓰기 제126회(2022년)
- 2021아래 그림과 같은 철근콘크리트 보에서 800 · 의 휨모멘트가 작용하는 경우 안전성을 검토하고, 필요시 설계조건에서 제시한 탄소섬유시트를 사용하여 보강설계를 하시오. <설계조건> (가) 콘크리트 - 설계기준강도 - 탄성계수 × (나) 철근 - 인장철근 - 압축철근량 ′ - 항복강도 - 탄성계수 × , (다) 탄소섬유시트(FTS-C5-30) (보강은 짝수 겹으로 설계 : 2겹, 4겹 등) - - - × 25점답안 쓰기 제123회(2021년)
- 2011다음과 같은 복철근보에서 850 kN․m의 휨모멘트가 작용한다. 인장 철근량이 부족할 경우 탄소 섬유 쉬트를 보강하고자 할 때, 탄소섬유 쉬트 매수와 응력을 검토하시오. (단, 유효계수는 정수로 하며, 길이 단위는 mm 임)25점답안 쓰기 제94회(2011년)
- 2009그림과 같은 단면을 갖는 RC보 구조물의 소요모멘트에 대한 탄소섬유시트에 의한 최소 보강 매수를 산정하고, 보강 후 소요모멘트에 의한 인장철근의 응력을 탄성설계법에 의하여 구하시오. (단, 탄소섬유시트는 보 하부에 완전 부착되어 RC보와 일체거동 하는 것으로 하며, 단면 치수는 mm이다.) 소요모멘트 Mmax = 650 kN․m 콘크리트 fck = 21 MPa (fca = 8 MPa) Ec = 26 GPa 철근 n = 8, As = 4,000 mm2 fy = 300 MPa (fta = 150 MPa) Es = 200 GPa 탄소섬유시트 ncf = 16 t = 0.2 mm, b = 400 mm Ecf = 400 GPa fcfy = 3,000 MPa (fcfa = 300 MPa)25점답안 쓰기 제89회(2009년)