[건축구조기술사 제140회 2교시 5번]

철근콘크리트 기둥이 있는 기존 구조물에 대하여 내진성능평가를 수행하고자 한다. 아래 그림과 같은 기존 구조물의 내진성능평가에 대하여 다음을 구하시오.

(단, 보 부재는 무한강성으로 가정하며 기둥 하부 양옆에는 조적 허리벽이 설치된 경우는 기둥 허리벽 상부에서 횡변형이 발생하는 것으로 가정한다. 또한 콘크리트와 철근은 모두 기대강도를 적용한다.)

1. 허리벽이 존재하지 않는 경우와 존재하는 경우 기둥의 파괴모드를 구하고 전단파괴 시 최대 횡력을 구하시오. 여기서, 기둥의 전단강도는 축력과 전단경간비를 고려하지 않은 식을 사용하고 기둥의 설계휨강도($\varphi M_n=159$kN·m)가 양단 동일하게 주어진다. ($d=0.8h,k_1=0.5$)
2. 허리벽이 존재하지 않는 경우와 존재하는 경우 기둥의 최대 변형을 구하시오. 여기서, 유효휨강성은 70%, 기둥의 항복강도($M_y$)는 설계휨강도($\varphi M_n$)의 80%를 적용하며, 항복점에서 파괴점까지의 변형 $a$는 8mm로 가정한다.
   (포아송비 $\nu =0.2$, 전단보정계수 $\kappa =\frac{5}{6}$)
3. 허리벽이 존재하는 경우와 존재하지 않는 경우 기둥의 횡력(kN)과 변형(mm)의 그래프를 그리시오. 여기서, 기둥은 파괴점 이후 취성파괴가 발생하며 잔류점의 변형은 파괴점과 같고, 잔류강도는 설계휨강도($\varphi M_n$)의 20%로 가정한다.
4. 기둥의 파괴모드를 휨파괴로 바꾸기 위해 어떠한 방법을 사용해야 하는지 보강안을 제안하고 보강안을 선택한 이유를 설명하시오.

부호	C1	NOTE
형 태		$f_{ck}=21$MPa $f_y=300$MPa $f_{ys}=300$MPa
주 근	8 - HD 19
대근(상,하부)	D10 @ 300
대근(중앙부)	D10 @ 300