9급 국가직 건축구조 기출문제 전 회차를 한 권으로 — PDF 전자책(문제집·정답해설집)

13년 1회차

총 20문항 · 객관식 · A4 약 1장

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9급 국가직 건축구조 기출문제모두CBT · moducbt.com

13년 1회차

총 20문항 · 객관식 · 정답·해설 포함

문제 1

독립기초에 발생할 수 있는 부동침하를 방지하고, 주각의 회전을 방지하여 구조물 전체의 내력 향상에 가장 적합한 부재는?

1아웃리거(Outrigger)

2어스앵커(Earthanchor)

3옹벽

4기초보

정답 및 해설

독립기초 사이를 연결해 부동침하와 주각의 회전을 막는 부재는 기초보다.

기초보는 독립기초를 서로 묶어 기초 간 상대변위를 구속하고, 주각에 생기는 모멘트를 분담해 구조물 전체의 강성과 내력을 높인다.

아웃리거: 초고층에서 코어와 외곽 기둥을 연결해 횡변위를 줄이는 부재다.
어스앵커: 흙막이벽 배면 지반에 정착해 토압을 지지하는 인장재다.
옹벽: 토압에 저항해 흙이 무너지지 않게 하는 벽체다.

문제 2

목구조의 보강철물에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

1띠쇠는 띠형 철판에 못구멍을 뚫은 보강 철물이다.

2띠쇠는 기둥과 층도리, ㅅ자보와 왕대공 사이에 주로 사용된다.

3볼트의 머리와 와셔는 서로 밀착되게 충분히 조여야 하며, 구조상 중요한 곳에는 공사시방서에 따라 2중 너트로 조인다.

4꺾쇠는 전단력을 받아 접합재 상호간의 변위를 방지하는 강한 이음을 얻는데 쓰이는 철물이며 압입식과 파넣기식이 있다.

정답 및 해설

전단력을 받아 접합재 상호간의 변위를 막고 압입식·파넣기식이 있는 철물은 듀벨이므로, 이를 꺾쇠로 설명한 것은 옳지 않다.

꺾쇠는 양 끝을 구부린 ㄷ자형 철물로, 두 부재에 걸쳐 박아 서로 떨어지지 않게 하는 보조 철물이다.

띠쇠는 띠 모양 철판에 못구멍을 뚫은 보강 철물이다.
띠쇠는 기둥과 층도리, ㅅ자보와 왕대공 사이 등에 쓰인다.
볼트 머리와 와셔는 밀착되게 조이고, 중요한 곳은 2중 너트로 조인다.

문제 3

다음 구조물의 부정정차수는?

11차

22차

33차

44차

정답 및 해설

이 구조물의 부정정차수는 1차다.

판별식 $N = r + m + S - 2K$ 를 쓴다. 반력 r = 3(고정) + 1(롤러) = 4, 기둥과 보는 가새가 붙는 점에서 나누어 부재 m = 8, 절점 K = 7이다.

가새가 붙는 기둥 두 곳과 보 중앙에서는 기둥·보가 연속이므로 강절점 수 S = 3이다.
$N = 4 + 8 + 3 - 2 \times 7 = 1$

가새가 없다면 모서리가 힌지인 골조는 불안정(−1차)인데, 양단 핀접합 가새 2개가 각각 1차씩 더해 1차 부정정이 된다.

문제 4

다음 그림과 같이 트러스에 하중 P가 작용할 때, A부재와 B부재에 대한 설명으로 옳은 것은? (단, 하중 P는 0보다 큰 값으로 한다) (순서대로 A, B)

1압축부재, 압축부재

2인장부재, 인장부재

3압축부재, 인장부재

4인장부재, 압축부재

정답 및 해설

A부재는 압축부재, B부재는 인장부재다.

왼쪽 아래 절점은 하중 없이 수직재와 하현재 두 부재만 모이므로 두 부재력이 모두 0이다. 따라서 하중 P가 작용하는 왼쪽 위 절점에는 B와 A만 힘을 전달한다.

연직 평형: 하중 P(아래)를 지지할 수 있는 것은 대각재 A뿐이고, A가 절점을 위로 밀어야 하므로 압축이다. 1 m×1 m 패널이라 45°이므로
$F_A \sin 45^\circ = P \Rightarrow F_A = \sqrt{2}P$ (압축)

수평 평형: A가 절점을 왼쪽으로 미는 성분 $P$ 를 B가 오른쪽으로 당겨 상쇄하므로 B는 $F_B = P$ 인 인장이다.

문제 5

지진하중의 산정에서 건물형상의 평면비정형성 또는 수직비정형성에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

1어떤 축에 직교하는 구조물의 한 단부에서 우발편심을 고려한 최대 층변위가 그 구조물 양단부 층변위평균값의 1.2배보다 클 때 비틀림비정형인 것으로 간주한다.

2격막에서 잘려나간 부분이나 뚫린 부분이 전체 격막면적의 50%를 초과하거나 인접한 층간 격막강성의 변화가 50%를 초과하는 급격한 불연속이나 강성의 변화가 있는 격막을 격막의 불연속이라고 한다.

3임의 층의 횡강도가 직상층 횡강도의 80% 미만인 약층이 존재하는 경우에는 강도의 불연속에 의한 비정형이 존재하는 것으로 간주한다.

4횡력저항수직요소의 면내 어긋남이 그 요소의 길이보다 작을 때 수직저항요소의 면내불연속에 의한 비정형이 있는 것으로 간주한다.

정답 및 해설

수직저항요소의 면내불연속 비정형은 면내 어긋남이 그 요소의 길이보다 클 때 해당하므로, 작을 때라는 설명은 옳지 않다.

횡력저항 수직요소가 위아래로 크게 어긋나면 횡력 전달 경로가 끊겨 하부 부재에 큰 전도모멘트가 집중되기 때문이다.

한 단부의 최대 층변위가 양단 평균의 1.2배를 넘으면 비틀림비정형이다.
격막 개구부가 면적의 50%를 넘거나 인접 층 격막강성 변화가 50%를 넘으면 격막의 불연속이다.
어떤 층의 횡강도가 직상층의 80% 미만이면 강도의 불연속(약층)이다.

문제 6

건축구조기준(KBC 2009)에서 규정된 조적조의 구조계획에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

1조적벽이 횡력에 저항하는 경우에는 전체높이가 13m, 처마 높이가 9 m 이하이어야 경험적 설계법을 적용할 수 있다.

2경험적 설계법을 사용하는 경우, 조적벽이 구조물의 횡안정성 확보를 위해 사용될 때는 전단벽들이 횡력과 평행한 방향으로 배치되어야 한다.

3경험적 설계법을 사용하는 경우, 2층 이상의 건물에서 조적 내력벽의 공칭두께는 200mm 이상이어야 한다.

4경험적 설계법을 사용하지 않는 경우, 바닥슬래브와 벽체간의 접합부는 최소 3.0 kN/m의 하중에 저항할 수 있도록 최대 2.5 m 간격의 적절한 정착기구로 정착력을 발휘하여야 한다.

정답 및 해설

경험적 설계법을 쓰지 않는 경우 바닥슬래브와 벽체 접합부의 정착기구 간격은 최대 1.2 m이므로, 2.5 m라는 설명은 옳지 않다.

바닥과 벽체를 촘촘히 정착해야 바닥 격막의 수평력이 조적벽에 확실히 전달되고 벽체의 면외 이탈을 막을 수 있다.

횡력에 저항하는 조적벽은 전체높이 13 m, 처마높이 9 m 이하일 때 경험적 설계법을 적용할 수 있다.
조적벽으로 횡안정성을 확보할 때는 전단벽을 횡력과 평행한 방향으로 배치한다.
2층 이상 건물의 조적 내력벽 공칭두께는 200 mm 이상이다.

문제 7

조적조 테두리보에 대한 설명으로 옳은 것만을 모두 고른 것은?

ㄱ. 춤은 내력벽 두께의 1.5배 이상으로 하여야 하며, 단층 건물에서는 150 mm 이상으로 하고 2층 및 3층 건물에서는 300 mm 이상으로 한다.
ㄴ. 원형철근을 주근으로 사용할 경우, ⌀9 또는 ⌀12의 단배근이 가능하지만 중요한 보는 ⌀12 이상의 복근으로 배근한다.
ㄷ. 보의 너비는 일반적으로 대린벽간 중심거리 간격의 1/20 이상으로 한다.
ㄹ. 창문의 상부를 가로질러 설치하여 상부의 수직 및 집중하중을 좌우벽체로 분산시켜 전달하는데 사용되는 부재이다.

1ㄱ, ㄷ

2ㄱ, ㄴ, ㄷ

3ㄴ, ㄷ

4ㄴ, ㄷ, ㄹ

정답 및 해설

테두리보에 대한 옳은 설명은 ㄴ, ㄷ이다.

테두리보는 조적 벽체 상부를 연속으로 둘러 벽체를 일체화하고 하중을 고르게 분산하는 철근콘크리트 보다.

ㄱ: 테두리보 춤은 벽두께의 1.5배 이상이되 단층 건물은 150 mm가 아니라 250 mm 이상, 2·3층은 300 mm 이상이다.
ㄴ: 원형철근 주근은 ⌀9·⌀12 단배근도 가능하나 중요한 보는 ⌀12 이상 복근으로 한다.
ㄷ: 보의 너비는 대린벽 간 중심거리의 1/20 이상으로 한다.
ㄹ: 창문 상부를 가로질러 하중을 좌우 벽체로 전달하는 부재는 인방보다.

문제 8

건축구조기준(KBC 2009)의 한계상태설계법에 따른 강구조 이음부의 설계세칙으로 옳지 않은 것은?

1응력을 전달하는 단속모살용접이음부의 길이는 모살사이즈의 5배 이상 또한 30 mm 이상을 원칙으로 한다.

2응력을 전달하는 겹침이음은 2열 이상의 모살용접을 원칙으로 하고, 겹침길이는 얇은쪽 판두께의 5배 이상 또한 25mm 이상 겹치게 해야 한다.

3고력볼트의 구멍중심간의 거리는 공칭직경의 2.5배 이상으로 한다.

4고력볼트의 구멍중심에서 볼트머리 또는 너트가 접하는 재의 연단까지의 최대거리는 판두께의 12배 이하 또한 150 mm 이하로 한다.

정답 및 해설

응력을 전달하는 단속모살용접 이음부의 길이는 모살사이즈의 10배 이상을 원칙으로 하므로, 5배라는 설명은 옳지 않다.

단속용접의 한 구간이 너무 짧으면 양 끝 크레이터 등 결함 비중이 커져 유효한 응력 전달을 기대하기 어렵다.

응력을 전달하는 겹침이음은 2열 이상 모살용접, 겹침길이는 얇은 판두께의 5배 이상·25 mm 이상이다.
고력볼트 구멍 중심간 거리는 공칭직경의 2.5배 이상이다.
구멍 중심에서 연단까지 최대거리는 판두께의 12배 이하, 150 mm 이하다.

문제 9

철근콘크리트조에서 철근의 가공과 배치에 대한 설명으로 옳지 않은 것은? (단, d_b는 철근, 철선 또는 프리스트레싱 강연선의 공칭지름(mm)을 의미한다)

1철근조립을 위해 교차되는 철근은 용접하지 않아야 한다. 다만, 책임기술자가 승인한 경우에는 용접할 수 있다.

2스터럽 또는 띠철근으로 사용되는 용접철망(원형 또는 이형)에 대한 표준갈고리의 구부림 내면반지름은 지름이 7mm 이상인 이형철선은 d_b, 그 밖의 철선은 2 d_b 이상으로 하여야 한다.

3부재단에서 프리텐셔닝 긴장재의 중심간격은 강선에서 5 d_b, 강연선에서 4d_b 이상이어야 한다.

4동일 평면에서 평행하는 철근 사이의 수평 순간격은 25mm이상, 또한 철근의 공칭지름 이상으로 하여야 하며, 또한 굵은 골재의 공칭 최대치수에 대한 제한규정도 만족하여야 한다.

정답 및 해설

용접철망 스터럽·띠철근의 표준갈고리 구부림 내면반지름은 지름 7 mm 이상 이형철선이 2 $d_{b}$ , 그 밖의 철선이 $d_{b}$ 이상이므로, 두 값을 바꾼 설명은 옳지 않다.

굵은 이형철선일수록 작은 반지름으로 구부리면 균열·손상이 생기기 쉬워 더 큰 반지름을 요구한다.

교차 철근은 용접하지 않는 것이 원칙이며 책임기술자 승인 시에만 용접할 수 있다.
부재단의 프리텐셔닝 긴장재 중심간격은 강선 5 $d_{b}$ , 강연선 4 $d_{b}$ 이상이다.
평행 철근의 수평 순간격은 25 mm 이상, 공칭지름 이상이며 굵은골재 최대치수 제한도 만족해야 한다.

문제 10

다음과 같은 조건의 구조물에서 등가정적해석법에 따른 지진 응답계수 C_s의 값은?

건축물의 중요도계수 I_E = 1.0
반응수정계수 R = 8
단주기 설계스펙트럼가속도 S_DS = 0.2
주기 1초에서의 설계스펙트럼가속도 S_D1 = 0.1
건축물의 고유주기 T = 2.5초

10.005

20.01

30.015

40.025

정답 및 해설

지진응답계수는 0.01이다.

기본식: $C_s = \dfrac{S_{DS}}{R/I_E} = \dfrac{0.2}{8/1.0} = 0.025$
상한(장주기): $\dfrac{S_{D1}}{(R/I_E)\,T} = \dfrac{0.1}{8 \times 2.5} = 0.005$

고유주기가 길어 상한식이 지배하므로 계산값은 0.005가 되지만, KBC2009는 $\mathrm{C}_{s}$ 의 하한값을 0.01로 규정한다.
$C_s = \max(0.005,\ 0.01) = 0.01$

0.005는 하한값을 확인하지 않은 값이다.
0.025는 장주기 상한을 적용하지 않은 기본식 값이다.

문제 11

목구조의 맞춤 및 이음 접합부 설계의 일반사항으로 옳지 않은 것은?

1인장을 받는 부재에 덧댐판을 대고 길이이음을 하는 경우에 덧댐판의 면적은 요구되는 접합면적 이상이어야 한다.

2접합부에서 만나는 모든 부재를 통하여 전달되는 하중의 작용선은 접합부의 중심 또는 도심을 통과하여야 하며, 그렇지 않은 경우에는 편심의 영향을 설계에 고려한다.

3구조물의 변형으로 인하여 접합부에 2차응력이 발생할 가능성이 있는 경우에는 이를 설계에서 고려한다.

4맞춤부위의 보강을 위하여 접착제 또는 파스너를 사용할 수 있으며, 이 경우에는 사용하는 재료에 적합한 설계기준을 적용한다.

정답 및 해설

인장을 받는 부재에 덧댐판을 대고 길이이음할 때 덧댐판 면적은 요구되는 접합면적의 1.5배 이상이어야 하므로, 이상이면 된다는 설명은 옳지 않다.

인장 이음부는 덧댐판의 결함·편심으로 응력이 고르지 않으므로 여유 면적을 두도록 규정한다.

하중 작용선이 접합부 중심(도심)을 지나지 않으면 편심 영향을 설계에 고려한다.
구조물 변형으로 접합부에 2차응력이 생길 수 있으면 이를 설계에 고려한다.
맞춤부 보강에 접착제·파스너를 쓸 수 있으며 해당 재료의 설계기준을 적용한다.

문제 12

말뚝기초의 설계 시 기본사항에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

1말뚝기초의 허용지지력은 말뚝의 지지력에 의한 것으로만 하고, 특별히 검토한 사항 이외는 기초판저면에 대한 지지력은 가산하지 않는 것으로 한다.

2말뚝기초의 설계에 있어서 1본의 말뚝에 의해 기둥을 지지하는 경우에는 하중의 편심을 고려하지 않아도 된다.

3말뚝머리부분, 이음부, 선단부는 충분히 응력을 전달할 수 있는 것으로 하여야 한다.

4동일 구조물에서는 지지말뚝과 마찰말뚝을 혼용해서는 안 된다.

정답 및 해설

1본의 말뚝으로 기둥을 지지하는 경우에도 하중의 편심을 고려해야 하므로, 고려하지 않아도 된다는 설명은 옳지 않다.

말뚝 1본은 시공오차로 기둥 중심과 어긋나기 쉬우며, 이 편심에 의한 휨모멘트를 기초보 등으로 처리해야 한다.

말뚝기초의 허용지지력은 말뚝 지지력만으로 정하고 기초판 저면 지지력은 원칙적으로 가산하지 않는다.
말뚝머리·이음부·선단부는 응력을 충분히 전달할 수 있어야 한다.
지지말뚝과 마찰말뚝은 침하 특성이 달라 같은 구조물에 혼용하지 않는다.

문제 13

다음 그림과 같은 직사각형 단면에서 x축과 y축이 도심을 지날 때, x축에 대한 단면2차모멘트 I_x와 y축에 대한 단면2차모멘트 I_y의 비(I_x : I_y)는?

12 : 1

21 : 2

34 : 1

41 : 4

정답 및 해설

$\mathrm{I}_{x}$ : $\mathrm{I}_{y}$ = 4 : 1이다.

그림에서 폭 200 mm, 높이 400 mm이고 x축은 수평 도심축, y축은 연직 도심축이다.
$I_x = \dfrac{200 \times 400^3}{12}$ , $I_y = \dfrac{400 \times 200^3}{12}$

$\dfrac{I_x}{I_y} = \dfrac{200 \times 400^3}{400 \times 200^3} = \dfrac{400^2}{200^2} = 4$

단면2차모멘트는 축에 수직인 방향 치수의 세제곱에 비례하므로 높이가 2배인 방향 축(x축)이 4배 크다.

문제 14

철근콘크리트구조에서 콘크리트의 품질시험에 대한 설명으로 옳지 않은 것은? (단, f_ck는 콘크리트의 설계기준압축강도를 의미한다)

1특별한 다른 규정이 없을 경우 f_ck는 재령 28일 강도를 기준으로 해야 한다. 다른 재령에 시험을 했다면, f_ck의 시험일자를 설계도나 시방서에 명시해야 한다.

2콘크리트는 내구성 규정을 만족시키도록 배합해야 할 뿐만 아니라 평균 소요배합강도가 확보되도록 배합하여야 한다. 콘크리트를 생산할 때 시험실 공시체에 대해 규정한 바와 같이 f_ck 미만의 강도가 나오는 빈도를 최소화하여야 한다.

3사용 콘크리트의 전체량이 40m³보다 적을 경우 책임기술자의 판단으로 만족할 만한 강도라고 인정될 때는 강도시험을 생략할 수 있다.

4쪼갬인장강도 시험결과를 현장 콘크리트의 적합성 판단기준으로 사용할 수 있다.

정답 및 해설

쪼갬인장강도 시험결과는 현장 콘크리트의 적합성 판단기준으로 사용할 수 없으므로 옳지 않다.

쪼갬인장강도는 경량콘크리트의 설계값( $f_{sp}$ ) 산정 등에 쓰이며, 현장 콘크리트의 합격 판정은 압축강도 시험으로 한다.

$f_{ck}$ 는 특별한 규정이 없으면 재령 28일 강도를 기준으로 하고, 다른 재령이면 설계도·시방서에 명시한다.
내구성 규정과 함께 평균 소요배합강도를 확보해 $f_{ck}$ 미만 강도의 빈도를 최소화한다.
전체량이 40 $m^{3}$ 미만이고 책임기술자가 강도를 인정하면 강도시험을 생략할 수 있다.

문제 15

철근콘크리트 부재의 설계강도를 계산할 때 가장 작은 강도감소 계수를 사용하는 경우는?

1나선철근으로 보강되지 않은 부재의 압축지배 단면

2전단력과 비틀림모멘트를 받는 부재

3포스트텐션 정착구역

4인장지배 단면

정답 및 해설

강도감소계수가 가장 작은 것은 나선철근으로 보강되지 않은(띠철근) 부재의 압축지배단면으로 0.65다.

압축지배단면은 콘크리트 압괴로 취성적으로 파괴되고, 나선철근이 없으면 구속효과도 작아 가장 낮은 계수를 쓴다.

전단력과 비틀림모멘트: 0.75다.
포스트텐션 정착구역: 0.85다.
인장지배단면: 0.85다.

문제 16

그림과 같이 절점 B에 내부 힌지가 설치되어 있는 구조물에서 지점 A의 수평반력의 크기와 방향은? (단, 모든 부재는 좌굴이 일어나지 않는 것으로 가정한다)

10.5 kN (→)

30.5 kN (←)

41 kN (←)

정답 및 해설

지점 A의 수평반력은 0이다.

부재 AB는 양 끝이 핀(지점 A)과 내부 힌지(B)이고 부재 중간에 하중이 없으므로 2력 부재다. 2력 부재의 힘은 두 핀을 잇는 축 방향, 즉 연직 방향으로만 작용한다.

따라서 A에서 기둥이 전달하는 힘에는 수평성분이 없어 $H_A = 0$ 이다.

B점의 수평하중 1 kN은 보 BC를 통해 지점 C로 전달되어 C의 수평반력(1 kN, ←)이 부담한다.

문제 17

구조용 강재의 접합 시 두 모재의 접합부에 입상의 용제, 즉 플럭스를 놓고 그 플럭스 속에서 용접봉과 모재 사이에 아크를 발생시켜 그 열로 용접하는 방법은?

1피복아크용접(Shielded metal arc welding)

2서브머지드아크용접(Submerged arc welding)

3가스실드아크용접(Gas shield arc welding)

4금속아크용접(Metal arc welding)

정답 및 해설

입상의 용제(플럭스) 속에서 아크를 발생시켜 용접하는 방법은 서브머지드아크용접이다.

아크가 플럭스에 묻혀(submerged) 보이지 않는 상태로 진행되며, 자동용접으로 두꺼운 판의 긴 직선 이음을 고능률로 용접할 수 있다.

피복아크용접: 피복제를 바른 용접봉으로 아크를 일으키는 수동 용접이다.
가스실드아크용접: C $\mathrm{O}_{2}$ ·아르곤 등 보호가스로 용융부를 감싸는 용접이다.
금속아크용접: 금속 전극과 모재 사이 아크로 용접하는 방식의 통칭이다.

문제 18

그림과 같이 압축력을 받는 기둥의 오일러 좌굴하중에 가장 가까운 값[MN]은? (단, 압축부재의 휨강성 EI는 1MNㆍm²으로 한다)

14π²

23π²

32π²

41π²

정답 및 해설

오일러 좌굴하중은 약 2π² MN이다.

기둥은 상단 고정·하단 핀이므로 유효좌굴길이계수 K = 0.7이다. 길이 L = 1 m, EI = 1 MN· $m^{2}$ 다.

$P_{cr} = \dfrac{\pi^2 EI}{(KL)^2} = \dfrac{\pi^2 \times 1}{(0.7 \times 1)^2} = \dfrac{\pi^2}{0.49} \approx 2.04\pi^2\ \mathrm{MN}$

1π²는 양단 핀(K = 1)의 값이다.
4π²는 양단 고정(K = 0.5)의 값이다.

문제 19

철근콘크리트구조에서 철근의 정착 및 이음에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

1인장이형철근의 기본정착길이는 철근의 공칭지름과 철근의 설계기준항복강도에 비례한다.

2압축이형철근의 정착길이는 기본정착길이에 적용 가능한 모든 보정계수를 곱하여 구하여야 한다. 다만, 이 때 구한 압축이형철근의 정착길이는 항상 200 mm 이상이어야 한다.

3휨부재에서 서로 직접 접촉되지 않게 겹침이음된 철근은 횡방향으로 소요 겹침이음길이의 1/5 또는 150mm 중 작은 값이상 떨어지지 않아야 한다.

4인장이형철근의 B급 겹침이음길이는 인장이형철근 정착길이의 1.3배 이상으로 하여야 한다. 그러나 150mm 이상이어야 한다.

정답 및 해설

인장이형철근의 B급 겹침이음길이는 정착길이의 1.3배 이상이며 300 mm 이상이어야 하므로, 150 mm 이상이라는 설명은 옳지 않다.

겹침이음은 철근 사이 힘을 콘크리트를 통해 전달하므로 최소 길이를 정착길이 최솟값(300 mm) 이상으로 확보한다.

인장이형철근 기본정착길이는 공칭지름과 설계기준항복강도에 비례한다.
압축이형철근 정착길이는 기본정착길이에 보정계수를 곱해 구하며 200 mm 이상이어야 한다.
접촉하지 않는 겹침이음 철근은 소요 겹침이음길이의 1/5 또는 150 mm 중 작은 값 이상 떨어지면 안 된다.

문제 20

건축구조기준(KBC 2009)에서 규정된 철근콘크리트구조의 전단 철근의 형태와 간격제한에 대한 설명으로 옳지 않은 것은? (단, d는 부재의 유효깊이(mm), f_ck는 콘크리트의 설계기준압축강도(MPa), b_w는 플랜지가 있는 부재의 복부 폭(mm), h는 부재 전체의 두께 또는 깊이(mm)를 의미한다)

1프리스트레스트 콘크리트 부재의 전단보강에서 부재축에 직각으로 배치된 전단철근의 간격은 0.75 h 이하이어야 하고, 또한 600 mm 이하로 하여야 한다.

2전단철근의 설계기준항복강도는 400MPa를 초과해서는 안 된다. 다만, 용접형 철망을 사용할 경우 전단철근의 설계기준항복 강도는 550MPa를 초과해서는 안 된다.

3전단철근에 의한 공칭전단강도(V_s)가 (√f_ck /3) bwd를 초과하는 철근콘크리트부재 경우에는 스터럽의 최대간격을 d/2 이하로 하여야 한다.

4철근콘크리트부재의 경우 주인장철근에 30° 이상의 각도로 구부린 굽힘철근을 전단철근으로 사용할 수 있다.

정답 및 해설

$\mathrm{V}_{s}$ 가 $\dfrac{\sqrt{f_{ck}}}{3} b_w d$ 를 초과하면 스터럽 최대간격을 d/4 이하(300 mm 이하)로 줄여야 하므로, d/2라는 설명은 옳지 않다.

전단철근이 부담하는 전단력이 클수록 사인장 균열을 촘촘히 가로지르도록 간격 제한을 절반으로 강화한다.

프리스트레스트 콘크리트 부재의 수직 전단철근 간격은 0.75h 이하, 600 mm 이하다.
전단철근의 설계기준항복강도는 400 MPa 이하, 용접철망은 550 MPa 이하다.
주인장철근에 30° 이상 구부린 굽힘철근을 전단철근으로 쓸 수 있다.

9급 국가직 건축구조 기출문제모두CBT · moducbt.com

13년 1회차

총 20문항 · 객관식 · 정답·해설 포함

문제 1

독립기초에 발생할 수 있는 부동침하를 방지하고, 주각의 회전을 방지하여 구조물 전체의 내력 향상에 가장 적합한 부재는?

1아웃리거(Outrigger)

2어스앵커(Earthanchor)

3옹벽

4기초보

정답 및 해설

독립기초 사이를 연결해 부동침하와 주각의 회전을 막는 부재는 기초보다.

기초보는 독립기초를 서로 묶어 기초 간 상대변위를 구속하고, 주각에 생기는 모멘트를 분담해 구조물 전체의 강성과 내력을 높인다.

아웃리거: 초고층에서 코어와 외곽 기둥을 연결해 횡변위를 줄이는 부재다.
어스앵커: 흙막이벽 배면 지반에 정착해 토압을 지지하는 인장재다.
옹벽: 토압에 저항해 흙이 무너지지 않게 하는 벽체다.

문제 2

목구조의 보강철물에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

1띠쇠는 띠형 철판에 못구멍을 뚫은 보강 철물이다.

2띠쇠는 기둥과 층도리, ㅅ자보와 왕대공 사이에 주로 사용된다.

3볼트의 머리와 와셔는 서로 밀착되게 충분히 조여야 하며, 구조상 중요한 곳에는 공사시방서에 따라 2중 너트로 조인다.

4꺾쇠는 전단력을 받아 접합재 상호간의 변위를 방지하는 강한 이음을 얻는데 쓰이는 철물이며 압입식과 파넣기식이 있다.

정답 및 해설

전단력을 받아 접합재 상호간의 변위를 막고 압입식·파넣기식이 있는 철물은 듀벨이므로, 이를 꺾쇠로 설명한 것은 옳지 않다.

꺾쇠는 양 끝을 구부린 ㄷ자형 철물로, 두 부재에 걸쳐 박아 서로 떨어지지 않게 하는 보조 철물이다.

띠쇠는 띠 모양 철판에 못구멍을 뚫은 보강 철물이다.
띠쇠는 기둥과 층도리, ㅅ자보와 왕대공 사이 등에 쓰인다.
볼트 머리와 와셔는 밀착되게 조이고, 중요한 곳은 2중 너트로 조인다.

문제 3

다음 구조물의 부정정차수는?

11차

22차

33차

44차

정답 및 해설

이 구조물의 부정정차수는 1차다.

판별식 $N = r + m + S - 2K$ 를 쓴다. 반력 r = 3(고정) + 1(롤러) = 4, 기둥과 보는 가새가 붙는 점에서 나누어 부재 m = 8, 절점 K = 7이다.

가새가 붙는 기둥 두 곳과 보 중앙에서는 기둥·보가 연속이므로 강절점 수 S = 3이다.
$N = 4 + 8 + 3 - 2 \times 7 = 1$

가새가 없다면 모서리가 힌지인 골조는 불안정(−1차)인데, 양단 핀접합 가새 2개가 각각 1차씩 더해 1차 부정정이 된다.

문제 4

다음 그림과 같이 트러스에 하중 P가 작용할 때, A부재와 B부재에 대한 설명으로 옳은 것은? (단, 하중 P는 0보다 큰 값으로 한다) (순서대로 A, B)

1압축부재, 압축부재

2인장부재, 인장부재

3압축부재, 인장부재

4인장부재, 압축부재

정답 및 해설

A부재는 압축부재, B부재는 인장부재다.

수평 평형: A가 절점을 왼쪽으로 미는 성분 $P$ 를 B가 오른쪽으로 당겨 상쇄하므로 B는 $F_B = P$ 인 인장이다.

문제 5

지진하중의 산정에서 건물형상의 평면비정형성 또는 수직비정형성에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

3임의 층의 횡강도가 직상층 횡강도의 80% 미만인 약층이 존재하는 경우에는 강도의 불연속에 의한 비정형이 존재하는 것으로 간주한다.

4횡력저항수직요소의 면내 어긋남이 그 요소의 길이보다 작을 때 수직저항요소의 면내불연속에 의한 비정형이 있는 것으로 간주한다.

정답 및 해설

수직저항요소의 면내불연속 비정형은 면내 어긋남이 그 요소의 길이보다 클 때 해당하므로, 작을 때라는 설명은 옳지 않다.

횡력저항 수직요소가 위아래로 크게 어긋나면 횡력 전달 경로가 끊겨 하부 부재에 큰 전도모멘트가 집중되기 때문이다.

한 단부의 최대 층변위가 양단 평균의 1.2배를 넘으면 비틀림비정형이다.
격막 개구부가 면적의 50%를 넘거나 인접 층 격막강성 변화가 50%를 넘으면 격막의 불연속이다.
어떤 층의 횡강도가 직상층의 80% 미만이면 강도의 불연속(약층)이다.

문제 6

건축구조기준(KBC 2009)에서 규정된 조적조의 구조계획에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

1조적벽이 횡력에 저항하는 경우에는 전체높이가 13m, 처마 높이가 9 m 이하이어야 경험적 설계법을 적용할 수 있다.

2경험적 설계법을 사용하는 경우, 조적벽이 구조물의 횡안정성 확보를 위해 사용될 때는 전단벽들이 횡력과 평행한 방향으로 배치되어야 한다.

3경험적 설계법을 사용하는 경우, 2층 이상의 건물에서 조적 내력벽의 공칭두께는 200mm 이상이어야 한다.

정답 및 해설

경험적 설계법을 쓰지 않는 경우 바닥슬래브와 벽체 접합부의 정착기구 간격은 최대 1.2 m이므로, 2.5 m라는 설명은 옳지 않다.

바닥과 벽체를 촘촘히 정착해야 바닥 격막의 수평력이 조적벽에 확실히 전달되고 벽체의 면외 이탈을 막을 수 있다.

횡력에 저항하는 조적벽은 전체높이 13 m, 처마높이 9 m 이하일 때 경험적 설계법을 적용할 수 있다.
조적벽으로 횡안정성을 확보할 때는 전단벽을 횡력과 평행한 방향으로 배치한다.
2층 이상 건물의 조적 내력벽 공칭두께는 200 mm 이상이다.

문제 7

조적조 테두리보에 대한 설명으로 옳은 것만을 모두 고른 것은?

ㄱ. 춤은 내력벽 두께의 1.5배 이상으로 하여야 하며, 단층 건물에서는 150 mm 이상으로 하고 2층 및 3층 건물에서는 300 mm 이상으로 한다.
ㄴ. 원형철근을 주근으로 사용할 경우, ⌀9 또는 ⌀12의 단배근이 가능하지만 중요한 보는 ⌀12 이상의 복근으로 배근한다.
ㄷ. 보의 너비는 일반적으로 대린벽간 중심거리 간격의 1/20 이상으로 한다.
ㄹ. 창문의 상부를 가로질러 설치하여 상부의 수직 및 집중하중을 좌우벽체로 분산시켜 전달하는데 사용되는 부재이다.

1ㄱ, ㄷ

2ㄱ, ㄴ, ㄷ

3ㄴ, ㄷ

4ㄴ, ㄷ, ㄹ

정답 및 해설

테두리보에 대한 옳은 설명은 ㄴ, ㄷ이다.

테두리보는 조적 벽체 상부를 연속으로 둘러 벽체를 일체화하고 하중을 고르게 분산하는 철근콘크리트 보다.

ㄱ: 테두리보 춤은 벽두께의 1.5배 이상이되 단층 건물은 150 mm가 아니라 250 mm 이상, 2·3층은 300 mm 이상이다.
ㄴ: 원형철근 주근은 ⌀9·⌀12 단배근도 가능하나 중요한 보는 ⌀12 이상 복근으로 한다.
ㄷ: 보의 너비는 대린벽 간 중심거리의 1/20 이상으로 한다.
ㄹ: 창문 상부를 가로질러 하중을 좌우 벽체로 전달하는 부재는 인방보다.

문제 8

건축구조기준(KBC 2009)의 한계상태설계법에 따른 강구조 이음부의 설계세칙으로 옳지 않은 것은?

1응력을 전달하는 단속모살용접이음부의 길이는 모살사이즈의 5배 이상 또한 30 mm 이상을 원칙으로 한다.

2응력을 전달하는 겹침이음은 2열 이상의 모살용접을 원칙으로 하고, 겹침길이는 얇은쪽 판두께의 5배 이상 또한 25mm 이상 겹치게 해야 한다.

3고력볼트의 구멍중심간의 거리는 공칭직경의 2.5배 이상으로 한다.

4고력볼트의 구멍중심에서 볼트머리 또는 너트가 접하는 재의 연단까지의 최대거리는 판두께의 12배 이하 또한 150 mm 이하로 한다.

정답 및 해설

응력을 전달하는 단속모살용접 이음부의 길이는 모살사이즈의 10배 이상을 원칙으로 하므로, 5배라는 설명은 옳지 않다.

단속용접의 한 구간이 너무 짧으면 양 끝 크레이터 등 결함 비중이 커져 유효한 응력 전달을 기대하기 어렵다.

응력을 전달하는 겹침이음은 2열 이상 모살용접, 겹침길이는 얇은 판두께의 5배 이상·25 mm 이상이다.
고력볼트 구멍 중심간 거리는 공칭직경의 2.5배 이상이다.
구멍 중심에서 연단까지 최대거리는 판두께의 12배 이하, 150 mm 이하다.

문제 9

1철근조립을 위해 교차되는 철근은 용접하지 않아야 한다. 다만, 책임기술자가 승인한 경우에는 용접할 수 있다.

3부재단에서 프리텐셔닝 긴장재의 중심간격은 강선에서 5 d_b, 강연선에서 4d_b 이상이어야 한다.

정답 및 해설

굵은 이형철선일수록 작은 반지름으로 구부리면 균열·손상이 생기기 쉬워 더 큰 반지름을 요구한다.

교차 철근은 용접하지 않는 것이 원칙이며 책임기술자 승인 시에만 용접할 수 있다.
부재단의 프리텐셔닝 긴장재 중심간격은 강선 5 $d_{b}$ , 강연선 4 $d_{b}$ 이상이다.
평행 철근의 수평 순간격은 25 mm 이상, 공칭지름 이상이며 굵은골재 최대치수 제한도 만족해야 한다.

문제 10

다음과 같은 조건의 구조물에서 등가정적해석법에 따른 지진 응답계수 C_s의 값은?

건축물의 중요도계수 I_E = 1.0
반응수정계수 R = 8
단주기 설계스펙트럼가속도 S_DS = 0.2
주기 1초에서의 설계스펙트럼가속도 S_D1 = 0.1
건축물의 고유주기 T = 2.5초

10.005

20.01

30.015

40.025

정답 및 해설

지진응답계수는 0.01이다.

기본식: $C_s = \dfrac{S_{DS}}{R/I_E} = \dfrac{0.2}{8/1.0} = 0.025$
상한(장주기): $\dfrac{S_{D1}}{(R/I_E)\,T} = \dfrac{0.1}{8 \times 2.5} = 0.005$

고유주기가 길어 상한식이 지배하므로 계산값은 0.005가 되지만, KBC2009는 $\mathrm{C}_{s}$ 의 하한값을 0.01로 규정한다.
$C_s = \max(0.005,\ 0.01) = 0.01$

0.005는 하한값을 확인하지 않은 값이다.
0.025는 장주기 상한을 적용하지 않은 기본식 값이다.

문제 11

목구조의 맞춤 및 이음 접합부 설계의 일반사항으로 옳지 않은 것은?

1인장을 받는 부재에 덧댐판을 대고 길이이음을 하는 경우에 덧댐판의 면적은 요구되는 접합면적 이상이어야 한다.

3구조물의 변형으로 인하여 접합부에 2차응력이 발생할 가능성이 있는 경우에는 이를 설계에서 고려한다.

4맞춤부위의 보강을 위하여 접착제 또는 파스너를 사용할 수 있으며, 이 경우에는 사용하는 재료에 적합한 설계기준을 적용한다.

정답 및 해설

인장을 받는 부재에 덧댐판을 대고 길이이음할 때 덧댐판 면적은 요구되는 접합면적의 1.5배 이상이어야 하므로, 이상이면 된다는 설명은 옳지 않다.

인장 이음부는 덧댐판의 결함·편심으로 응력이 고르지 않으므로 여유 면적을 두도록 규정한다.

하중 작용선이 접합부 중심(도심)을 지나지 않으면 편심 영향을 설계에 고려한다.
구조물 변형으로 접합부에 2차응력이 생길 수 있으면 이를 설계에 고려한다.
맞춤부 보강에 접착제·파스너를 쓸 수 있으며 해당 재료의 설계기준을 적용한다.

문제 12

말뚝기초의 설계 시 기본사항에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

2말뚝기초의 설계에 있어서 1본의 말뚝에 의해 기둥을 지지하는 경우에는 하중의 편심을 고려하지 않아도 된다.

3말뚝머리부분, 이음부, 선단부는 충분히 응력을 전달할 수 있는 것으로 하여야 한다.

4동일 구조물에서는 지지말뚝과 마찰말뚝을 혼용해서는 안 된다.

정답 및 해설

1본의 말뚝으로 기둥을 지지하는 경우에도 하중의 편심을 고려해야 하므로, 고려하지 않아도 된다는 설명은 옳지 않다.

말뚝 1본은 시공오차로 기둥 중심과 어긋나기 쉬우며, 이 편심에 의한 휨모멘트를 기초보 등으로 처리해야 한다.

말뚝기초의 허용지지력은 말뚝 지지력만으로 정하고 기초판 저면 지지력은 원칙적으로 가산하지 않는다.
말뚝머리·이음부·선단부는 응력을 충분히 전달할 수 있어야 한다.
지지말뚝과 마찰말뚝은 침하 특성이 달라 같은 구조물에 혼용하지 않는다.

문제 13

다음 그림과 같은 직사각형 단면에서 x축과 y축이 도심을 지날 때, x축에 대한 단면2차모멘트 I_x와 y축에 대한 단면2차모멘트 I_y의 비(I_x : I_y)는?

12 : 1

21 : 2

34 : 1

41 : 4

정답 및 해설

$\mathrm{I}_{x}$ : $\mathrm{I}_{y}$ = 4 : 1이다.

그림에서 폭 200 mm, 높이 400 mm이고 x축은 수평 도심축, y축은 연직 도심축이다.
$I_x = \dfrac{200 \times 400^3}{12}$ , $I_y = \dfrac{400 \times 200^3}{12}$

$\dfrac{I_x}{I_y} = \dfrac{200 \times 400^3}{400 \times 200^3} = \dfrac{400^2}{200^2} = 4$

단면2차모멘트는 축에 수직인 방향 치수의 세제곱에 비례하므로 높이가 2배인 방향 축(x축)이 4배 크다.

문제 14

철근콘크리트구조에서 콘크리트의 품질시험에 대한 설명으로 옳지 않은 것은? (단, f_ck는 콘크리트의 설계기준압축강도를 의미한다)

3사용 콘크리트의 전체량이 40m³보다 적을 경우 책임기술자의 판단으로 만족할 만한 강도라고 인정될 때는 강도시험을 생략할 수 있다.

4쪼갬인장강도 시험결과를 현장 콘크리트의 적합성 판단기준으로 사용할 수 있다.

정답 및 해설

쪼갬인장강도 시험결과는 현장 콘크리트의 적합성 판단기준으로 사용할 수 없으므로 옳지 않다.

쪼갬인장강도는 경량콘크리트의 설계값( $f_{sp}$ ) 산정 등에 쓰이며, 현장 콘크리트의 합격 판정은 압축강도 시험으로 한다.

$f_{ck}$ 는 특별한 규정이 없으면 재령 28일 강도를 기준으로 하고, 다른 재령이면 설계도·시방서에 명시한다.
내구성 규정과 함께 평균 소요배합강도를 확보해 $f_{ck}$ 미만 강도의 빈도를 최소화한다.
전체량이 40 $m^{3}$ 미만이고 책임기술자가 강도를 인정하면 강도시험을 생략할 수 있다.

문제 15

철근콘크리트 부재의 설계강도를 계산할 때 가장 작은 강도감소 계수를 사용하는 경우는?

1나선철근으로 보강되지 않은 부재의 압축지배 단면

2전단력과 비틀림모멘트를 받는 부재

3포스트텐션 정착구역

4인장지배 단면

정답 및 해설

강도감소계수가 가장 작은 것은 나선철근으로 보강되지 않은(띠철근) 부재의 압축지배단면으로 0.65다.

압축지배단면은 콘크리트 압괴로 취성적으로 파괴되고, 나선철근이 없으면 구속효과도 작아 가장 낮은 계수를 쓴다.

전단력과 비틀림모멘트: 0.75다.
포스트텐션 정착구역: 0.85다.
인장지배단면: 0.85다.

문제 16

10.5 kN (→)

30.5 kN (←)

41 kN (←)

정답 및 해설

지점 A의 수평반력은 0이다.

따라서 A에서 기둥이 전달하는 힘에는 수평성분이 없어 $H_A = 0$ 이다.

B점의 수평하중 1 kN은 보 BC를 통해 지점 C로 전달되어 C의 수평반력(1 kN, ←)이 부담한다.

문제 17

1피복아크용접(Shielded metal arc welding)

2서브머지드아크용접(Submerged arc welding)

3가스실드아크용접(Gas shield arc welding)

4금속아크용접(Metal arc welding)

정답 및 해설

입상의 용제(플럭스) 속에서 아크를 발생시켜 용접하는 방법은 서브머지드아크용접이다.

아크가 플럭스에 묻혀(submerged) 보이지 않는 상태로 진행되며, 자동용접으로 두꺼운 판의 긴 직선 이음을 고능률로 용접할 수 있다.

피복아크용접: 피복제를 바른 용접봉으로 아크를 일으키는 수동 용접이다.
가스실드아크용접: C $\mathrm{O}_{2}$ ·아르곤 등 보호가스로 용융부를 감싸는 용접이다.
금속아크용접: 금속 전극과 모재 사이 아크로 용접하는 방식의 통칭이다.

문제 18

그림과 같이 압축력을 받는 기둥의 오일러 좌굴하중에 가장 가까운 값[MN]은? (단, 압축부재의 휨강성 EI는 1MNㆍm²으로 한다)

14π²

23π²

32π²

41π²

정답 및 해설

오일러 좌굴하중은 약 2π² MN이다.

기둥은 상단 고정·하단 핀이므로 유효좌굴길이계수 K = 0.7이다. 길이 L = 1 m, EI = 1 MN· $m^{2}$ 다.

$P_{cr} = \dfrac{\pi^2 EI}{(KL)^2} = \dfrac{\pi^2 \times 1}{(0.7 \times 1)^2} = \dfrac{\pi^2}{0.49} \approx 2.04\pi^2\ \mathrm{MN}$

1π²는 양단 핀(K = 1)의 값이다.
4π²는 양단 고정(K = 0.5)의 값이다.

문제 19

철근콘크리트구조에서 철근의 정착 및 이음에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

1인장이형철근의 기본정착길이는 철근의 공칭지름과 철근의 설계기준항복강도에 비례한다.

3휨부재에서 서로 직접 접촉되지 않게 겹침이음된 철근은 횡방향으로 소요 겹침이음길이의 1/5 또는 150mm 중 작은 값이상 떨어지지 않아야 한다.

4인장이형철근의 B급 겹침이음길이는 인장이형철근 정착길이의 1.3배 이상으로 하여야 한다. 그러나 150mm 이상이어야 한다.

정답 및 해설

인장이형철근의 B급 겹침이음길이는 정착길이의 1.3배 이상이며 300 mm 이상이어야 하므로, 150 mm 이상이라는 설명은 옳지 않다.

겹침이음은 철근 사이 힘을 콘크리트를 통해 전달하므로 최소 길이를 정착길이 최솟값(300 mm) 이상으로 확보한다.

인장이형철근 기본정착길이는 공칭지름과 설계기준항복강도에 비례한다.
압축이형철근 정착길이는 기본정착길이에 보정계수를 곱해 구하며 200 mm 이상이어야 한다.
접촉하지 않는 겹침이음 철근은 소요 겹침이음길이의 1/5 또는 150 mm 중 작은 값 이상 떨어지면 안 된다.

문제 20

1프리스트레스트 콘크리트 부재의 전단보강에서 부재축에 직각으로 배치된 전단철근의 간격은 0.75 h 이하이어야 하고, 또한 600 mm 이하로 하여야 한다.

3전단철근에 의한 공칭전단강도(V_s)가 (√f_ck /3) bwd를 초과하는 철근콘크리트부재 경우에는 스터럽의 최대간격을 d/2 이하로 하여야 한다.

4철근콘크리트부재의 경우 주인장철근에 30° 이상의 각도로 구부린 굽힘철근을 전단철근으로 사용할 수 있다.

정답 및 해설

$\mathrm{V}_{s}$ 가 $\dfrac{\sqrt{f_{ck}}}{3} b_w d$ 를 초과하면 스터럽 최대간격을 d/4 이하(300 mm 이하)로 줄여야 하므로, d/2라는 설명은 옳지 않다.

전단철근이 부담하는 전단력이 클수록 사인장 균열을 촘촘히 가로지르도록 간격 제한을 절반으로 강화한다.

프리스트레스트 콘크리트 부재의 수직 전단철근 간격은 0.75h 이하, 600 mm 이하다.
전단철근의 설계기준항복강도는 400 MPa 이하, 용접철망은 550 MPa 이하다.
주인장철근에 30° 이상 구부린 굽힘철근을 전단철근으로 쓸 수 있다.