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

24년 1회차

총 20문항 · 객관식 · A4 약 1장

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9급 국가직 토목설계 기출문제모두CBT · moducbt.com

24년 1회차

총 20문항 · 객관식 · 정답·해설 포함

문제 1

철근콘크리트보를 인장지배단면으로 설계했을 때 보의 파괴 형태로 옳은 것은?

1압축콘크리트의 파괴로부터 시작되는 취성파괴

2압축콘크리트의 파괴로부터 시작되는 연성파괴

3인장철근의 항복으로부터 시작되는 취성파괴

4인장철근의 항복으로부터 시작되는 연성파괴

정답 및 해설

인장지배단면은 압축 콘크리트가 압괴되기 전에 인장철근이 먼저 항복하므로 큰 처짐과 균열을 동반하는 연성파괴가 일어난다.

인장지배단면은 공칭강도에서 최외단 인장철근의 순인장변형률이 인장지배변형률 한계 이상인 단면으로, 철근이 충분히 늘어난 뒤에 파괴되어 붕괴 전 경고가 나타난다.

압축콘크리트 파괴로 시작되는 취성파괴는 과보강(압축지배)단면의 파괴 형태이다.
압축콘크리트 파괴로 시작되는 파괴는 철근 항복 전에 갑자기 일어나므로 연성파괴가 될 수 없다.
인장철근 항복으로 시작되는 파괴는 취성이 아니라 연성 거동을 보인다.

문제 2

양단이 힌지로 지지된 정사각형 단면 기둥의 좌굴 임계하중이 20kN일 때, 일단 고정 타단 자유인 동일한 단면을 가진 기둥의 좌굴 임계하중[kN]은? (단, 두 기둥의 길이는 같고, 동일한 재료로 균질하게 제작되었으며, 탄성거동한다)

210

340

480

정답 및 해설

일단 고정 타단 자유 기둥의 좌굴 임계하중은 5 kN이다.

오일러 좌굴하중 $P_{cr}=\dfrac{\pi^2EI}{(KL)^2}$ 에서 양단 힌지는 $K=1$ , 일단 고정 타단 자유는 $K=2$ 이므로 임계하중은 유효길이계수의 제곱에 반비례한다.

$P_{cr}=20\times\dfrac{1^2}{2^2}=5\,\mathrm{kN}$

문제 3

그림과 같은 강구조 인장부재 볼트 연결부의 예상 파단선이 a－b－e－f－g일 때 순폭[mm]은? (단, 볼트구멍의 직경은 22mm이다)

1120

2130

3140

4150

정답 및 해설

파단선 a－b－e－f－g의 순폭은 130 mm이다.

지그재그 파단선은 구멍 3개(b, e, f)를 지나므로 구멍 직경을 세 개 빼고, 엇갈린 구간 b－e와 e－f마다 $s^2/4g$ 를 더한다. 그림에서 피치 $s=40\,\mathrm{mm}$ , 게이지 $g=50\,\mathrm{mm}$ 이다.

$b_n=b_g-3d+2\times\dfrac{s^2}{4g}=180-3\times22+2\times\dfrac{40^2}{4\times50}$
$=180-66+16=130\,\mathrm{mm}$

문제 4

철근콘크리트 압축부재의 설계에서 사각형이나 원형 띠철근으로 둘러싸인 압축부재의 축방향 주철근의 최소 배치 개수는?

정답 및 해설

사각형이나 원형 띠철근으로 둘러싸인 압축부재의 축방향 주철근은 최소 4개를 배치해야 한다.

축방향 주철근의 최소 개수는 횡방향 철근 형태에 따라 삼각형 띠철근 3개, 사각형·원형 띠철근 4개, 나선철근 6개로 규정된다.

3개는 삼각형 띠철근으로 둘러싸인 경우의 최소 개수이다.
5개는 기준에 규정된 최소 개수가 아니다.
6개는 나선철근으로 둘러싸인 경우의 최소 개수이다.

문제 5

철근콘크리트보의 휨설계에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

1강도감소계수를 고려한 설계강도는 소요강도 이상이 되도록 설계하여야 한다.

2콘크리트 압축파괴 이전에 철근의 항복이 먼저 일어나는 연성파괴가 되도록 설계하여야 한다.

3압축측 콘크리트의 갑작스런 취성파괴 방지를 위하여 압축지배 단면으로 설계한다.

4인장지배단면의 강도감소계수 ø의 값은 0.85이다.

정답 및 해설

취성파괴를 막으려면 압축지배단면이 아니라 인장지배단면으로 설계해야 하므로, 압축지배단면으로 설계한다는 설명이 옳지 않다.

압축지배단면은 철근이 항복하기 전에 압축 콘크리트가 먼저 파괴되는 취성파괴 단면이어서 강도감소계수도 작게 적용된다.

설계강도(강도감소계수×공칭강도)가 소요강도 이상이 되도록 설계한다는 설명은 옳다.
콘크리트 압축파괴 이전에 철근이 먼저 항복하는 연성파괴가 되도록 설계한다는 설명은 옳다.
인장지배단면의 강도감소계수가 0.85라는 설명은 옳다.

문제 6

동일한 크기의 두 단부 모멘트가 단일 곡률을 일으키는 횡구속된 압축부재의 모멘트확대계수는? (단, 압축부재의 좌굴하중 P_c는 20,000kN이고, 계수축하중 P_u는 3,000kN이다)

11.20

21.25

31.30

41.35

정답 및 해설

횡구속 압축부재의 모멘트확대계수는 1.25이다.

크기가 같은 두 단부 모멘트가 단일 곡률을 일으키면 $M_1/M_2=1$ 이므로 $C_m=0.6+0.4\times1=1.0$ 이다.

$\delta_{ns}=\dfrac{C_m}{1-\dfrac{P_u}{0.75P_c}}=\dfrac{1.0}{1-\dfrac{3000}{0.75\times20000}}$
$=\dfrac{1.0}{1-0.2}=1.25$

분모의 0.75는 좌굴하중에 적용하는 강성감소계수로, 이를 빠뜨리면 1.25보다 작은 값이 나온다.

문제 7

그림과 같이 중심축하중이 작용하는 확대기초의 1방향 전단에 대한 위험 단면에서의 전단력의 크기[kN]는? (단, 중심축하중의 크기 P_u는 2,700kN이고, 기초판의 유효높이 d는 500mm이다)

1540

2570

3600

4630

정답 및 해설

1방향 전단 위험단면에서의 전단력은 630 kN이다.

3 m×3 m 기초판 중앙에 0.6 m×0.6 m 기둥이 있으므로 기둥면에서 기초 끝까지 1.2 m이고, 1방향 전단의 위험단면은 기둥면에서 d만큼 떨어진 곳이므로 그 바깥 길이는 $1.2-0.5=0.7\,\mathrm{m}$ 이다.

$q_u=\dfrac{2700}{3\times3}=300\,\mathrm{kN/m^2}$
$V_u=300\times3\times0.7=630\,\mathrm{kN}$

문제 8

고장력볼트 마찰연결에서 공칭마찰강도 계산에 고려하지 않는 것은?

1마찰면 상태

2전단면의 수

3연결부재의 두께

4설계볼트의 장력

정답 및 해설

고장력볼트 마찰연결의 공칭마찰강도 계산에 연결부재의 두께는 고려하지 않는다.

공칭마찰강도는 마찰면의 미끄럼계수, 설계볼트장력, 전단면의 수 등의 곱으로 산정하며, 판 두께는 지압강도 검토에 쓰이는 값이다.

마찰면 상태는 미끄럼계수로 반영되므로 고려한다.
전단면의 수는 마찰이 생기는 면의 수로 강도에 비례하므로 고려한다.
설계볼트의 장력은 접촉면을 누르는 힘으로 강도에 비례하므로 고려한다.

문제 9

콘크리트의 크리프와 건조수축에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

1부재의 변형이 구속된 부정정 구조에서는 건조수축에 의한 응력이 발생한다.

2물－시멘트비가 증가할수록 크리프와 건조수축은 증가한다.

3상대습도가 높을수록 건조수축은 증가한다.

4콘크리트 건조 초기에는 콘크리트 부재의 표면에는 인장응력이, 내부에는 압축응력이 발생한다.

정답 및 해설

상대습도가 높을수록 수분 증발이 줄어 건조수축은 감소하므로, 건조수축이 증가한다는 설명이 옳지 않다.

건조수축은 콘크리트 내부 수분이 외기로 빠져나가며 생기므로 주변 습도가 낮을수록 커진다.

변형이 구속된 부정정 구조에서 건조수축에 의한 응력이 발생한다는 설명은 옳다.
물-시멘트비가 증가할수록 크리프와 건조수축이 증가한다는 설명은 옳다.
건조 초기에 표면은 먼저 수축하려다 내부에 구속되어 인장응력이, 내부에는 압축응력이 생긴다는 설명은 옳다.

문제 10

그림과 같은 프리스트레스트 콘크리트 단순보의 지간 중앙에서 프리스트레스 힘 P에 의한 솟음의 크기가

일 때, C₁은? (단, 보의 휨강성 EI는 일정하다)

15/48

25/64

35/128

45/384

정답 및 해설

그림처럼 양단에서 도심을 지나고 중앙에서 편심 $e_c$ 인 포물선 긴장재의 솟음 계수는 $C_1=\dfrac{5}{48}$ 이다.

포물선 긴장재는 보에 위로 향하는 등가 등분포하중 $u=\dfrac{8Pe_c}{L^2}$ 를 가한다.

$\delta=\dfrac{5uL^4}{384EI}=\dfrac{5L^4}{384EI}\times\dfrac{8Pe_c}{L^2}=\dfrac{5PL^2e_c}{48EI}$

문제 11

그림과 같이 철근콘크리트보 단면의 등가직사각형 응력블록과 철근 인장력의 크기가 주어졌을 때, 깊이 y[mm]는?

120

240

360

480

정답 및 해설

깊이 y는 40 mm이다.

응력블록 깊이 a=80 mm 안의 압축면적은 폭 300 mm 단면에서 상단 중앙의 폭 100 mm, 깊이 y인 홈을 뺀 값이며, 압축력 C = 인장력 T의 평형을 쓴다.

$20\times(300\times80-100y)=400{,}000$
$24{,}000-100y=20{,}000$
$y=40\,\mathrm{mm}$

문제 12

프리스트레스트 콘크리트 휨부재는 미리 압축을 가한 인장구역에서 사용하중에 의한 인장연단응력 f_t에 따라 비균열등급, 부분균열등급, 완전균열등급으로 구분된다. 부분균열등급에 해당하는 인장연단응력 범위[MPa]는? (단, f_ck[MPa]는 콘크리트 설계기준압축강도이다)

정답 및 해설

부분균열등급의 인장연단응력 범위는 $0.63\sqrt{f_{ck}}$ 이다.

프리스트레스트 콘크리트 휨부재는 인장연단응력의 크기에 따라 비균열, 부분균열, 완전균열 등급으로 나눈다.

$f_t\le0.63\sqrt{f_{ck}}$ 인 범위는 비균열등급이다.
$1.0\sqrt{f_{ck}}$
$f_t>1.2\sqrt{f_{ck}}$ 인 범위도 $1.0\sqrt{f_{ck}}$ 를 넘으므로 완전균열등급에 속한다.

문제 13

프리스트레스트 콘크리트 교량 구조물에 대한 설명으로 옳지 않은 것은? (단, KDS 24 14 20:2018에 따른다)

1PS강재의 릴랙세이션이 작아야 한다.

2PS강재의 연신율이 커서 충분한 연성을 가지고 있어야 한다.

3프리텐션 부재의 콘크리트 설계기준압축강도는 25MPa 이상이어야 한다.

4포스트텐션 부재의 콘크리트 설계기준압축강도는 30MPa 이상이어야 한다.

정답 및 해설

프리텐션 부재의 콘크리트 설계기준압축강도를 25 MPa 이상으로 한 설명이 옳지 않다. 프리텐션 부재는 포스트텐션 부재보다 높은 강도를 요구한다.

프리텐션 방식은 콘크리트와 PS강재의 부착만으로 프리스트레스를 전달하므로 정착부 부착강도 확보를 위해 포스트텐션(30 MPa 이상)보다 높은 강도가 필요하다.

PS강재의 릴랙세이션이 작아야 한다는 설명은 옳다.
PS강재가 충분한 연신율과 연성을 가져야 한다는 설명은 옳다.
포스트텐션 부재의 콘크리트 설계기준압축강도가 30 MPa 이상이어야 한다는 설명은 옳다.

문제 14

그림과 같은 삼각형 철근콘크리트 단면의 철근량 A_s[mm²]는? (단, 압축부 콘크리트의 응력분포는 등가직사각형 응력분포로 고려하며, 인장철근은 항복하였고, a는 등가직사각형 응력블록의 깊이, 콘크리트의 설계기준압축강도 f_ck는 20MPa, 철근의 항복강도 f_y는 400MPa이다)

11,088

21,148

31,235

41,324

정답 및 해설

삼각형 단면의 철근량은 $1{,}088\,\mathrm{mm^2}$ 이다.

$f_{ck}=20\,\mathrm{MPa}$ 이면 $\eta=1.0$ , $\beta_1=0.80$ 이므로 $a=0.80\times400=320\,\mathrm{mm}$ 이고, 꼭짓점에서 깊이 320 mm인 곳의 폭은 $400\times\dfrac{320}{800}=160\,\mathrm{mm}$ 이다.

$A_c=\dfrac{1}{2}\times160\times320=25{,}600\,\mathrm{mm^2}$
C = T: $A_s=\dfrac{0.85\times20\times25{,}600}{400}=1{,}088\,\mathrm{mm^2}$

문제 15

그림과 같이 치수가 주어진 슬래브와 보를 일체로 친 T형보의 플랜지 유효폭 b[mm]는? (단, 보의 경간은 12m이다)

11,200

21,600

32,800

43,000

정답 및 해설

양쪽에 슬래브가 있는 T형보의 플랜지 유효폭은 1,600 mm이다.

유효폭은 $16t_f+b_w$ , 양쪽 슬래브의 중심간 거리, 경간의 1/4 중 가장 작은 값이다(복부폭 400 mm, 슬래브 두께 150 mm, 양쪽 순간격 1,000 mm와 1,400 mm).

$16\times150+400=2{,}800\,\mathrm{mm}$
$400+\dfrac{1000+1400}{2}=1{,}600\,\mathrm{mm}$
$\dfrac{12{,}000}{4}=3{,}000\,\mathrm{mm}$

문제 16

계수전단력 V_u가 작용하는 직사각형 단면의 철근콘크리트 휨부재에서 공칭전단강도 V_n의 최솟값[kN]은? (단, 계수전단력 V_u는 75kN이다)

185

290

395

4100

정답 및 해설

공칭전단강도의 최솟값은 100 kN이다.

전단 설계조건 $V_u\le\phi V_n$ 에 전단에 대한 강도감소계수 0.75를 적용한다.

$V_n\ge\dfrac{V_u}{\phi}=\dfrac{75}{0.75}=100\,\mathrm{kN}$

문제 17

콘크리트용 앵커 설계기준에서 연성강재요소의 강도에 의해 지배되는 앵커의 인장력 설계 시 고려되는 강도감소계수 ø는?

10.75

20.65

30.60

40.55

정답 및 해설

연성강재요소의 강도에 지배되는 앵커의 인장력 설계에 쓰는 강도감소계수는 0.75이다.

앵커 설계에서 연성강재요소는 인장 0.75, 전단 0.65를 적용하고, 취성강재요소는 이보다 작은 값을 적용하여 연성 요소에 더 큰 계수를 준다.

0.65는 연성강재요소가 전단력을 받는 경우의 강도감소계수이다.
0.60은 연성강재요소 인장의 강도감소계수가 아니다.
0.55는 연성강재요소 인장의 강도감소계수가 아니다.

문제 18

콘크리트구조의 해석과 설계에 사용하는 탄성계수에 대한 설명으로 옳지 않은 것은? (단, f_cm[MPa]은 콘크리트의 평균압축강도이다)

1콘크리트의 할선탄성계수는 콘크리트의 단위질량 m_c의 값이 1,450~2,500kg/m³인 콘크리트의 경우

(MPa)이다.

2보통중량골재를 사용한 콘크리트(단위질량 m_c＝2,300kg/m³)의 경우

(MPa)이다.

3크리프 변형을 계산할 때 사용하는 탄성계수는 콘크리트 할선탄성계수와 동일하게 사용한다.

4철근의 탄성계수는 E_s＝200,000(MPa)을 표준으로 하여야 한다.

정답 및 해설

크리프 변형 계산에는 할선탄성계수가 아니라 초기접선탄성계수를 사용하므로, 할선탄성계수와 동일하게 쓴다는 설명이 옳지 않다.

초기접선탄성계수는 응력-변형률 곡선 원점에서의 기울기로, 할선탄성계수보다 큰 값이다.

단위질량 1,450~2,500 kg/ $m^{3}$ 콘크리트의 할선탄성계수를 $E_c=0.077m_c^{1.5}\sqrt[3]{f_{cm}}$ 로 구한다는 설명은 옳다.
보통중량골재 콘크리트의 할선탄성계수를 $E_c=8{,}500\sqrt[3]{f_{cm}}$ 로 구한다는 설명은 옳다.
철근의 탄성계수를 200,000 MPa을 표준으로 한다는 설명은 옳다.

문제 19

콘크리트구조 정착 및 이음 설계기준에서 제시하는 철근의 이음에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

1이음은 가능한 한 최대 인장응력점으로부터 떨어진 곳에 두어야 한다.

2철근의 굽힘이 시작되는 부위에서 용접이음을 시작할 수 있다.

3용접이음은 용접용 철근을 사용해야 한다.

4기계적이음은 철근의 설계기준항복강도 f_y의 125% 이상을 발휘할 수 있는 기계적이음이어야 한다.

정답 및 해설

철근의 굽힘이 시작되는 부위에서는 용접이음을 하면 안 되므로, 굽힘 시작 부위에서 용접이음을 시작할 수 있다는 설명이 옳지 않다.

굽힘 가공으로 변형을 받은 부위에 용접열이 더해지면 철근 품질이 저하될 수 있으므로 굽힘부에서 떨어진 곳에서 용접해야 한다.

이음을 최대 인장응력점으로부터 떨어진 곳에 둔다는 설명은 옳다.
용접이음에 용접용 철근을 사용해야 한다는 설명은 옳다.
기계적이음이 철근 설계기준항복강도의 125% 이상을 발휘해야 한다는 설명은 옳다.

문제 20

옹벽의 구조상세에 대한 설명으로 옳지 않은 것은? (단, KDS 11 80 05:2020에 따른다)

1활동에 대한 효과적인 저항을 위하여 저판에 활동방지벽을 적용하는 경우 저판과 일체로 설치해야 한다.

2신축이음 설치 간격은 중력식 옹벽의 경우는 10m 이하, 캔틸레버식 및 부벽식옹벽에서는 15m~20m 이하의 간격으로 설치하여야 한다.

3뒷부벽식 옹벽에서는 전면벽과 기초 슬래브에 의해 부벽에 전달되는 응력을 지지하기 위해 필요한 철근을 부벽에 배근해야 한다. 또 전면벽과 기초슬래브에는 인장철근의 20% 미만의 배력철근을 두어야 한다.

4부벽식 옹벽의 경우에는 수평방향의 철근량이 많으므로 수축이음을 설치하지 않아도 좋다.

정답 및 해설

뒷부벽식 옹벽의 전면벽과 기초슬래브에는 인장철근의 20% 이상의 배력철근을 두어야 하므로, 20% 미만이라는 설명이 옳지 않다.

배력철근은 하중을 분산하고 건조수축·온도 균열을 제어하는 철근이므로 기준은 최소량(이상)으로 규정한다.

활동방지벽을 적용할 때 저판과 일체로 설치해야 한다는 설명은 옳다.
신축이음 간격을 중력식 10 m 이하, 캔틸레버식·부벽식 15~20 m 이하로 한다는 설명은 옳다.
부벽식 옹벽은 수평방향 철근량이 많아 수축이음을 설치하지 않아도 좋다는 설명은 옳다.

9급 국가직 토목설계 기출문제모두CBT · moducbt.com

24년 1회차

총 20문항 · 객관식 · 정답·해설 포함

문제 1

철근콘크리트보를 인장지배단면으로 설계했을 때 보의 파괴 형태로 옳은 것은?

1압축콘크리트의 파괴로부터 시작되는 취성파괴

2압축콘크리트의 파괴로부터 시작되는 연성파괴

3인장철근의 항복으로부터 시작되는 취성파괴

4인장철근의 항복으로부터 시작되는 연성파괴

정답 및 해설

인장지배단면은 압축 콘크리트가 압괴되기 전에 인장철근이 먼저 항복하므로 큰 처짐과 균열을 동반하는 연성파괴가 일어난다.

압축콘크리트 파괴로 시작되는 취성파괴는 과보강(압축지배)단면의 파괴 형태이다.
압축콘크리트 파괴로 시작되는 파괴는 철근 항복 전에 갑자기 일어나므로 연성파괴가 될 수 없다.
인장철근 항복으로 시작되는 파괴는 취성이 아니라 연성 거동을 보인다.

문제 2

210

340

480

정답 및 해설

일단 고정 타단 자유 기둥의 좌굴 임계하중은 5 kN이다.

$P_{cr}=20\times\dfrac{1^2}{2^2}=5\,\mathrm{kN}$

문제 3

그림과 같은 강구조 인장부재 볼트 연결부의 예상 파단선이 a－b－e－f－g일 때 순폭[mm]은? (단, 볼트구멍의 직경은 22mm이다)

1120

2130

3140

4150

정답 및 해설

파단선 a－b－e－f－g의 순폭은 130 mm이다.

$b_n=b_g-3d+2\times\dfrac{s^2}{4g}=180-3\times22+2\times\dfrac{40^2}{4\times50}$
$=180-66+16=130\,\mathrm{mm}$

문제 4

철근콘크리트 압축부재의 설계에서 사각형이나 원형 띠철근으로 둘러싸인 압축부재의 축방향 주철근의 최소 배치 개수는?

정답 및 해설

사각형이나 원형 띠철근으로 둘러싸인 압축부재의 축방향 주철근은 최소 4개를 배치해야 한다.

축방향 주철근의 최소 개수는 횡방향 철근 형태에 따라 삼각형 띠철근 3개, 사각형·원형 띠철근 4개, 나선철근 6개로 규정된다.

3개는 삼각형 띠철근으로 둘러싸인 경우의 최소 개수이다.
5개는 기준에 규정된 최소 개수가 아니다.
6개는 나선철근으로 둘러싸인 경우의 최소 개수이다.

문제 5

철근콘크리트보의 휨설계에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

1강도감소계수를 고려한 설계강도는 소요강도 이상이 되도록 설계하여야 한다.

2콘크리트 압축파괴 이전에 철근의 항복이 먼저 일어나는 연성파괴가 되도록 설계하여야 한다.

3압축측 콘크리트의 갑작스런 취성파괴 방지를 위하여 압축지배 단면으로 설계한다.

4인장지배단면의 강도감소계수 ø의 값은 0.85이다.

정답 및 해설

취성파괴를 막으려면 압축지배단면이 아니라 인장지배단면으로 설계해야 하므로, 압축지배단면으로 설계한다는 설명이 옳지 않다.

압축지배단면은 철근이 항복하기 전에 압축 콘크리트가 먼저 파괴되는 취성파괴 단면이어서 강도감소계수도 작게 적용된다.

설계강도(강도감소계수×공칭강도)가 소요강도 이상이 되도록 설계한다는 설명은 옳다.
콘크리트 압축파괴 이전에 철근이 먼저 항복하는 연성파괴가 되도록 설계한다는 설명은 옳다.
인장지배단면의 강도감소계수가 0.85라는 설명은 옳다.

문제 6

11.20

21.25

31.30

41.35

정답 및 해설

횡구속 압축부재의 모멘트확대계수는 1.25이다.

크기가 같은 두 단부 모멘트가 단일 곡률을 일으키면 $M_1/M_2=1$ 이므로 $C_m=0.6+0.4\times1=1.0$ 이다.

$\delta_{ns}=\dfrac{C_m}{1-\dfrac{P_u}{0.75P_c}}=\dfrac{1.0}{1-\dfrac{3000}{0.75\times20000}}$
$=\dfrac{1.0}{1-0.2}=1.25$

분모의 0.75는 좌굴하중에 적용하는 강성감소계수로, 이를 빠뜨리면 1.25보다 작은 값이 나온다.

문제 7

1540

2570

3600

4630

정답 및 해설

1방향 전단 위험단면에서의 전단력은 630 kN이다.

$q_u=\dfrac{2700}{3\times3}=300\,\mathrm{kN/m^2}$
$V_u=300\times3\times0.7=630\,\mathrm{kN}$

문제 8

고장력볼트 마찰연결에서 공칭마찰강도 계산에 고려하지 않는 것은?

1마찰면 상태

2전단면의 수

3연결부재의 두께

4설계볼트의 장력

정답 및 해설

고장력볼트 마찰연결의 공칭마찰강도 계산에 연결부재의 두께는 고려하지 않는다.

공칭마찰강도는 마찰면의 미끄럼계수, 설계볼트장력, 전단면의 수 등의 곱으로 산정하며, 판 두께는 지압강도 검토에 쓰이는 값이다.

마찰면 상태는 미끄럼계수로 반영되므로 고려한다.
전단면의 수는 마찰이 생기는 면의 수로 강도에 비례하므로 고려한다.
설계볼트의 장력은 접촉면을 누르는 힘으로 강도에 비례하므로 고려한다.

문제 9

콘크리트의 크리프와 건조수축에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

1부재의 변형이 구속된 부정정 구조에서는 건조수축에 의한 응력이 발생한다.

2물－시멘트비가 증가할수록 크리프와 건조수축은 증가한다.

3상대습도가 높을수록 건조수축은 증가한다.

4콘크리트 건조 초기에는 콘크리트 부재의 표면에는 인장응력이, 내부에는 압축응력이 발생한다.

정답 및 해설

상대습도가 높을수록 수분 증발이 줄어 건조수축은 감소하므로, 건조수축이 증가한다는 설명이 옳지 않다.

건조수축은 콘크리트 내부 수분이 외기로 빠져나가며 생기므로 주변 습도가 낮을수록 커진다.

변형이 구속된 부정정 구조에서 건조수축에 의한 응력이 발생한다는 설명은 옳다.
물-시멘트비가 증가할수록 크리프와 건조수축이 증가한다는 설명은 옳다.
건조 초기에 표면은 먼저 수축하려다 내부에 구속되어 인장응력이, 내부에는 압축응력이 생긴다는 설명은 옳다.

문제 10

그림과 같은 프리스트레스트 콘크리트 단순보의 지간 중앙에서 프리스트레스 힘 P에 의한 솟음의 크기가

일 때, C₁은? (단, 보의 휨강성 EI는 일정하다)

15/48

25/64

35/128

45/384

정답 및 해설

그림처럼 양단에서 도심을 지나고 중앙에서 편심 $e_c$ 인 포물선 긴장재의 솟음 계수는 $C_1=\dfrac{5}{48}$ 이다.

포물선 긴장재는 보에 위로 향하는 등가 등분포하중 $u=\dfrac{8Pe_c}{L^2}$ 를 가한다.

$\delta=\dfrac{5uL^4}{384EI}=\dfrac{5L^4}{384EI}\times\dfrac{8Pe_c}{L^2}=\dfrac{5PL^2e_c}{48EI}$

문제 11

그림과 같이 철근콘크리트보 단면의 등가직사각형 응력블록과 철근 인장력의 크기가 주어졌을 때, 깊이 y[mm]는?

120

240

360

480

정답 및 해설

깊이 y는 40 mm이다.

응력블록 깊이 a=80 mm 안의 압축면적은 폭 300 mm 단면에서 상단 중앙의 폭 100 mm, 깊이 y인 홈을 뺀 값이며, 압축력 C = 인장력 T의 평형을 쓴다.

$20\times(300\times80-100y)=400{,}000$
$24{,}000-100y=20{,}000$
$y=40\,\mathrm{mm}$

문제 12

정답 및 해설

부분균열등급의 인장연단응력 범위는 $0.63\sqrt{f_{ck}}$ 이다.

프리스트레스트 콘크리트 휨부재는 인장연단응력의 크기에 따라 비균열, 부분균열, 완전균열 등급으로 나눈다.

$f_t\le0.63\sqrt{f_{ck}}$ 인 범위는 비균열등급이다.
$1.0\sqrt{f_{ck}}$
$f_t>1.2\sqrt{f_{ck}}$ 인 범위도 $1.0\sqrt{f_{ck}}$ 를 넘으므로 완전균열등급에 속한다.

문제 13

프리스트레스트 콘크리트 교량 구조물에 대한 설명으로 옳지 않은 것은? (단, KDS 24 14 20:2018에 따른다)

1PS강재의 릴랙세이션이 작아야 한다.

2PS강재의 연신율이 커서 충분한 연성을 가지고 있어야 한다.

3프리텐션 부재의 콘크리트 설계기준압축강도는 25MPa 이상이어야 한다.

4포스트텐션 부재의 콘크리트 설계기준압축강도는 30MPa 이상이어야 한다.

정답 및 해설

프리텐션 부재의 콘크리트 설계기준압축강도를 25 MPa 이상으로 한 설명이 옳지 않다. 프리텐션 부재는 포스트텐션 부재보다 높은 강도를 요구한다.

PS강재의 릴랙세이션이 작아야 한다는 설명은 옳다.
PS강재가 충분한 연신율과 연성을 가져야 한다는 설명은 옳다.
포스트텐션 부재의 콘크리트 설계기준압축강도가 30 MPa 이상이어야 한다는 설명은 옳다.

문제 14

11,088

21,148

31,235

41,324

정답 및 해설

삼각형 단면의 철근량은 $1{,}088\,\mathrm{mm^2}$ 이다.

$A_c=\dfrac{1}{2}\times160\times320=25{,}600\,\mathrm{mm^2}$
C = T: $A_s=\dfrac{0.85\times20\times25{,}600}{400}=1{,}088\,\mathrm{mm^2}$

문제 15

그림과 같이 치수가 주어진 슬래브와 보를 일체로 친 T형보의 플랜지 유효폭 b[mm]는? (단, 보의 경간은 12m이다)

11,200

21,600

32,800

43,000

정답 및 해설

양쪽에 슬래브가 있는 T형보의 플랜지 유효폭은 1,600 mm이다.

유효폭은 $16t_f+b_w$ , 양쪽 슬래브의 중심간 거리, 경간의 1/4 중 가장 작은 값이다(복부폭 400 mm, 슬래브 두께 150 mm, 양쪽 순간격 1,000 mm와 1,400 mm).

$16\times150+400=2{,}800\,\mathrm{mm}$
$400+\dfrac{1000+1400}{2}=1{,}600\,\mathrm{mm}$
$\dfrac{12{,}000}{4}=3{,}000\,\mathrm{mm}$

문제 16

계수전단력 V_u가 작용하는 직사각형 단면의 철근콘크리트 휨부재에서 공칭전단강도 V_n의 최솟값[kN]은? (단, 계수전단력 V_u는 75kN이다)

185

290

395

4100

정답 및 해설

공칭전단강도의 최솟값은 100 kN이다.

전단 설계조건 $V_u\le\phi V_n$ 에 전단에 대한 강도감소계수 0.75를 적용한다.

$V_n\ge\dfrac{V_u}{\phi}=\dfrac{75}{0.75}=100\,\mathrm{kN}$

문제 17

콘크리트용 앵커 설계기준에서 연성강재요소의 강도에 의해 지배되는 앵커의 인장력 설계 시 고려되는 강도감소계수 ø는?

10.75

20.65

30.60

40.55

정답 및 해설

연성강재요소의 강도에 지배되는 앵커의 인장력 설계에 쓰는 강도감소계수는 0.75이다.

앵커 설계에서 연성강재요소는 인장 0.75, 전단 0.65를 적용하고, 취성강재요소는 이보다 작은 값을 적용하여 연성 요소에 더 큰 계수를 준다.

0.65는 연성강재요소가 전단력을 받는 경우의 강도감소계수이다.
0.60은 연성강재요소 인장의 강도감소계수가 아니다.
0.55는 연성강재요소 인장의 강도감소계수가 아니다.

문제 18

콘크리트구조의 해석과 설계에 사용하는 탄성계수에 대한 설명으로 옳지 않은 것은? (단, f_cm[MPa]은 콘크리트의 평균압축강도이다)

1콘크리트의 할선탄성계수는 콘크리트의 단위질량 m_c의 값이 1,450~2,500kg/m³인 콘크리트의 경우

(MPa)이다.

2보통중량골재를 사용한 콘크리트(단위질량 m_c＝2,300kg/m³)의 경우

(MPa)이다.

3크리프 변형을 계산할 때 사용하는 탄성계수는 콘크리트 할선탄성계수와 동일하게 사용한다.

4철근의 탄성계수는 E_s＝200,000(MPa)을 표준으로 하여야 한다.

정답 및 해설

크리프 변형 계산에는 할선탄성계수가 아니라 초기접선탄성계수를 사용하므로, 할선탄성계수와 동일하게 쓴다는 설명이 옳지 않다.

초기접선탄성계수는 응력-변형률 곡선 원점에서의 기울기로, 할선탄성계수보다 큰 값이다.

단위질량 1,450~2,500 kg/ $m^{3}$ 콘크리트의 할선탄성계수를 $E_c=0.077m_c^{1.5}\sqrt[3]{f_{cm}}$ 로 구한다는 설명은 옳다.
보통중량골재 콘크리트의 할선탄성계수를 $E_c=8{,}500\sqrt[3]{f_{cm}}$ 로 구한다는 설명은 옳다.
철근의 탄성계수를 200,000 MPa을 표준으로 한다는 설명은 옳다.

문제 19

콘크리트구조 정착 및 이음 설계기준에서 제시하는 철근의 이음에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

1이음은 가능한 한 최대 인장응력점으로부터 떨어진 곳에 두어야 한다.

2철근의 굽힘이 시작되는 부위에서 용접이음을 시작할 수 있다.

3용접이음은 용접용 철근을 사용해야 한다.

4기계적이음은 철근의 설계기준항복강도 f_y의 125% 이상을 발휘할 수 있는 기계적이음이어야 한다.

정답 및 해설

철근의 굽힘이 시작되는 부위에서는 용접이음을 하면 안 되므로, 굽힘 시작 부위에서 용접이음을 시작할 수 있다는 설명이 옳지 않다.

굽힘 가공으로 변형을 받은 부위에 용접열이 더해지면 철근 품질이 저하될 수 있으므로 굽힘부에서 떨어진 곳에서 용접해야 한다.

이음을 최대 인장응력점으로부터 떨어진 곳에 둔다는 설명은 옳다.
용접이음에 용접용 철근을 사용해야 한다는 설명은 옳다.
기계적이음이 철근 설계기준항복강도의 125% 이상을 발휘해야 한다는 설명은 옳다.

문제 20

옹벽의 구조상세에 대한 설명으로 옳지 않은 것은? (단, KDS 11 80 05:2020에 따른다)

1활동에 대한 효과적인 저항을 위하여 저판에 활동방지벽을 적용하는 경우 저판과 일체로 설치해야 한다.

2신축이음 설치 간격은 중력식 옹벽의 경우는 10m 이하, 캔틸레버식 및 부벽식옹벽에서는 15m~20m 이하의 간격으로 설치하여야 한다.

4부벽식 옹벽의 경우에는 수평방향의 철근량이 많으므로 수축이음을 설치하지 않아도 좋다.

정답 및 해설

뒷부벽식 옹벽의 전면벽과 기초슬래브에는 인장철근의 20% 이상의 배력철근을 두어야 하므로, 20% 미만이라는 설명이 옳지 않다.

배력철근은 하중을 분산하고 건조수축·온도 균열을 제어하는 철근이므로 기준은 최소량(이상)으로 규정한다.

활동방지벽을 적용할 때 저판과 일체로 설치해야 한다는 설명은 옳다.
신축이음 간격을 중력식 10 m 이하, 캔틸레버식·부벽식 15~20 m 이하로 한다는 설명은 옳다.
부벽식 옹벽은 수평방향 철근량이 많아 수축이음을 설치하지 않아도 좋다는 설명은 옳다.