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

16년 1회차

총 20문항 · 객관식 · A4 약 1장

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9급 국가직 토목설계 기출문제모두CBT · moducbt.com

16년 1회차

총 20문항 · 객관식 · 정답·해설 포함

문제 1

표준원주형공시체(ø150mm)가 압축력 675 kN에서 파괴되었을 때, 콘크리트의 최대압축응력[MPa]은? (단, π＝3이다)

110.0

222.5

340.0

490.0

정답 및 해설

최대압축응력은 40.0 MPa이다.

압축강도는 파괴하중을 공시체 단면적으로 나눈 값이다.

$A=\dfrac{\pi d^2}{4}=\dfrac{3\times 150^2}{4}=16875\ \mathrm{mm^2}$
$f=\dfrac{675000}{16875}=40.0\ \mathrm{MPa}$

문제 2

옹벽의 설계에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

1옹벽은 상재하중, 뒤채움 흙의 중량, 옹벽의 자중 및 옹벽에 작용하는 토압, 필요에 따라서는 수압에 견디도록 설계하여야 한다.

2무근콘크리트 옹벽은 자중에 의하여 저항력을 발휘하는 중력식 형태로 설계하여야 한다.

3활동에 대한 저항력은 옹벽에 작용하는 수평력의 1.5배 이상 이어야 한다.

4전도에 대한 저항휨모멘트는 횡토압에 의한 전도모멘트 이상 이어야 한다.

정답 및 해설

옳지 않은 것은 전도 저항휨모멘트가 전도모멘트 이상이면 된다는 설명이다.

전도에 대한 저항휨모멘트는 횡토압에 의한 전도모멘트의 2.0배 이상이어야 한다.

상재하중·뒤채움 흙 중량·자중·토압, 필요하면 수압에 견디도록 설계 — 옳다.
무근콘크리트 옹벽은 자중으로 저항하는 중력식으로 설계 — 옳다.
활동 저항력은 수평력의 1.5배 이상 — 옳다.

문제 3

프리스트레스하지 않는 현장치기 콘크리트 부재의 최소 피복두께 규정으로 옳지 않은 것은? (단, 2012년도 콘크리트구조기준을 적용한다)

1수중에서 치는 콘크리트: 100 mm

2흙에 접하여 콘크리트를 친 후 영구히 흙에 묻혀 있는 콘크리트: 60mm

3D25 이하의 철근 중 흙에 접하거나 옥외의 공기에 직접 노출되는 콘크리트: 50 mm

4옥외의 공기나 흙에 직접 접하지 않은 콘크리트 보 또는 기둥: 40 mm

정답 및 해설

옳지 않은 것은 흙에 접해 친 후 영구히 흙에 묻히는 콘크리트의 피복두께를 60 mm로 한 설명이다.

흙에 접하여 콘크리트를 친 후 영구히 흙에 묻혀 있는 콘크리트의 최소 피복두께는 80 mm이다.

수중에서 치는 콘크리트 100 mm — 옳다.
흙·옥외 공기에 노출되는 D25 이하 철근 50 mm — 옳다.
옥외 공기·흙에 접하지 않는 보·기둥 40 mm — 옳다.

문제 4

강구조에서 용접과 볼트의 병용에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

1볼트접합은 원칙적으로 용접과 조합해서 하중을 부담시킬 수 없다. 이러한 경우 볼트가 전체하중을 부담하는 것으로 한다.

2볼트가 전단접합인 경우에는 예외적으로 용접과 하중을 분담하는 것이 허용된다.

3마찰볼트접합으로 기 시공된 구조물을 개축할 경우 고장력 볼트는 기 시공된 하중을 받는 것으로 가정하고 병용되는 용접은 추가된 소요강도를 받는 것으로 용접설계를 병용할 수 있다.

4표준구멍과 하중방향에 직각인 단슬롯의 경우 볼트와 하중 방향에 평행한 필릿용접이 하중을 각각 분담할 수 있다.

정답 및 해설

옳지 않은 것은 볼트와 용접을 조합할 수 없을 때 볼트가 전체하중을 부담한다는 설명이다.

볼트는 원칙적으로 용접과 하중을 나누어 부담할 수 없으며, 이 경우 용접이 전체하중을 부담하는 것으로 한다. 용접이 볼트보다 강성이 커서 하중을 먼저 받기 때문이다.

전단접합인 경우 예외적으로 하중 분담이 허용된다 — 옳다.
기존 마찰볼트 구조물 개축 시 볼트는 기존 하중, 용접은 추가 소요강도를 받게 할 수 있다 — 옳다.
표준구멍·하중 직각 단슬롯에서 볼트와 하중 평행 필릿용접은 하중을 분담할 수 있다 — 옳다.

문제 5

큰 처짐에 의해 손상되기 쉬운 칸막이벽이나 기타 구조물을 지지하지 않는 지간 4m의 1방향 슬래브가 단순 지지되어 있을 때, 처짐 검토를 생략할 수 있는 슬래브의 최소 두께[mm]는? (단, 부재는 보통중량 콘크리트와 설계기준항복강도 400MPa인 철근을 사용하고, 2012년도 콘크리트구조기준을 적용한다)

1400

2267

3200

4167

정답 및 해설

처짐 검토를 생략할 수 있는 최소 두께는 200 mm이다.

단순지지 1방향 슬래브의 최소 두께는 $\dfrac{l}{20}$ 이다(보통중량 콘크리트, $f_{y}$ =400 MPa이므로 보정 없음).

$h=\dfrac{4000}{20}=200\ \mathrm{mm}$

문제 6

그림과 같은 유효길이를 갖는 필릿용접부가 받을 수 있는 인장력 P[N]는? (단, 필릿용접의 허용전단응력 v_a＝80MPa이다)

3P=80×8×(150×2)

4P=80×8×(150×2+100)

정답 및 해설

인장력은 $P=80\times\dfrac{8}{\sqrt{2}}\times(150\times 2+100)$ 이다.

필릿용접의 강도는 목두께 × 유효길이 × 허용전단응력이며, 목두께는 치수 s의 $\dfrac{1}{\sqrt{2}}$ 배이다.

그림의 용접은 길이방향 150 mm 두 줄과 끝단 100 mm 한 줄로 유효길이는 $150\times 2+100=400\ \mathrm{mm}$ 이다. 목두께 대신 치수 8을 그대로 쓰거나 끝단 100 mm를 빼면 틀린다.

문제 7

철근의 공칭지름 d_b＝10 mm일 때, 인장을 받는 표준갈고리의 정착길이[mm]는? (단, 도막되지 않은 이형철근을 사용하고, 철근의 설계기준항복강도 f_y＝300MPa, 보통중량 콘크리트의 설계기준압축강도 f_ck＝25MPa이고, 2012년도 콘크리트구조 기준을 적용한다)

180

2144

3150

4187

정답 및 해설

표준갈고리의 정착길이는 150 mm이다.

기본정착길이는 $l_{hb}=\dfrac{0.24\beta d_bf_y}{\lambda\sqrt{f_{ck}}}=\dfrac{0.24\times 1.0\times 10\times 300}{1.0\times 5}=144\ \mathrm{mm}$ 이다.

표준갈고리 정착길이는 8 $d_{b}$ 이상, 또한 150 mm 이상이어야 하므로
$\max(144,\ 8\times 10=80,\ 150)=150\ \mathrm{mm}$

문제 8

유효길이 l_u＝2.5 m, 지름 d＝500 mm인 횡구속된 골조 압축 부재의 유효 세장비는?

120

235

350

465

정답 및 해설

유효 세장비는 20이다.

원형 단면의 회전반지름은 $r=0.25d$ 이고, 유효길이가 주어졌으므로 그대로 쓴다.

$r=0.25\times 500=125\ \mathrm{mm}$
$\dfrac{kl_u}{r}=\dfrac{2500}{125}=20$

문제 9

폭 b＝200 mm, 유효깊이 d＝400 mm, 인장철근 단면적 A_s＝850mm²인 단철근 직사각형 보가 극한상태에 도달했을 때, 압축 연단에서 중립축까지의 거리 c[mm]는? (단, 철근의 설계기준항복 강도 f_y＝300MPa, 콘크리트의 설계기준압축강도 f_ck ＝30MPa 이고, 2012년도 콘크리트구조기준을 적용한다)

150/0.85

250/0.836

359/0.85

459/0.836

정답 및 해설

중립축까지 거리는 c = 50/0.836 mm이다.

응력블록 깊이: $a=\dfrac{A_sf_y}{0.85f_{ck}b}=\dfrac{850\times 300}{0.85\times 30\times 200}=\dfrac{255000}{5100}=50\ \mathrm{mm}$

콘크리트구조기준(2012)에서 $f_{ck}$ =30 MPa이면 $\beta_1=0.85-0.007\times(30-28)=0.836$ 이므로
$c=\dfrac{a}{\beta_1}=\dfrac{50}{0.836}\ \mathrm{mm}$

문제 10

긴장재의 배치형상에 따른 프리스트레싱 효과에 의하여 콘크리트에 발생하는 휨모멘트를 나타낸 것으로 옳지 않은 것은?

정답 및 해설

옳지 않은 것은 꺾인 부재의 도심축을 따라 긴장재를 배치했는데 삼각형 부(−)모멘트가 생긴다고 나타낸 것이다.

프리스트레싱에 의한 휨모멘트는 $M=-Pe$ (e: 각 단면에서 도심과 긴장재 사이 거리)이다. 긴장재가 부재 도심축을 그대로 따라가면 어느 단면에서도 e=0이므로 휨모멘트가 생기지 않는다.

양 끝 도심, 중앙이 아래로 처진 포물선 배치 — 포물선형 부(−)모멘트로 옳다.
도심에 직선 배치 — 모멘트 0으로 옳다.
중앙이 도심 위, 양 끝이 도심 아래인 꺾인 배치 — 중앙 (+), 양 끝 (−)로 옳다.

문제 11

강도설계법에서 강도감소계수(ø)를 사용하는 이유로 옳지 않은 것은?

1재료 강도와 치수가 변동할 수 있으므로 부재 강도의 저하 확률에 대비한다.

2부정확한 설계 방정식에 대비한 여유를 반영한다.

3구조물에서 차지하는 부재의 중요도를 반영한다.

4예상을 초과한 하중 및 구조해석의 단순화로 인하여 발생되는 초과요인에 대비한다.

정답 및 해설

강도감소계수를 쓰는 이유로 옳지 않은 것은 예상을 초과한 하중 및 구조해석의 단순화에 대비한다는 것이다.

하중의 초과와 해석상의 단순화에 대한 여유는 하중계수가 담당한다. 강도감소계수는 강도(저항) 쪽의 불확실성을 반영한다.

재료 강도와 치수의 변동에 따른 강도 저하 확률 대비 — 강도감소계수의 역할이다.
설계 방정식의 부정확성에 대한 여유 — 강도감소계수의 역할이다.
구조물에서 부재의 중요도 반영 — 강도감소계수의 역할이다.

문제 12

프리스트레스트 콘크리트 보에서 긴장재의 허용응력에 대한 기준으로 옳은 것은? (단, f_pu는 긴장재의 인장강도, f_py는 긴장재의 항복강도이고, 2012년도 콘크리트구조기준을 적용한다)

1긴장할 때 긴장재의 인장응력: 0.84 f_pu와 0.92 f_py 중 작은 값 이하

2긴장할 때 긴장재의 인장응력: 0.82 f_pu와 0.94 f_py 중 작은 값 이하

3프리스트레스 도입 직후의 인장응력: 0.74 f_pu와 0.82 f_py 중 작은 값 이하

4프리스트레스 도입 직후의 인장응력: 0.72 f_pu와 0.84 f_py 중 작은 값 이하

정답 및 해설

옳은 것은 프리스트레스 도입 직후의 인장응력: 0.74 $f_{pu}$ 와 0.82 $f_{py}$ 중 작은 값 이하이다.

긴장재의 허용응력은 긴장할 때 0.80 $f_{pu}$ 와 0.94 $f_{py}$ 중 작은 값 이하, 프리스트레스 도입 직후 0.74 $f_{pu}$ 와 0.82 $f_{py}$ 중 작은 값 이하이다.

긴장할 때 0.84 $f_{pu}$ ·0.92 $f_{py}$ — 계수가 틀렸다.
긴장할 때 0.82 $f_{pu}$ ·0.94 $f_{py}$ — $f_{pu}$ 계수가 틀렸다.
도입 직후 0.72 $f_{pu}$ ·0.84 $f_{py}$ — 계수가 틀렸다.

문제 13

현장 강도에 관한 기록 자료가 없을 경우 또는 압축강도 시험 횟수가 14회 이하인 경우의 배합강도를 구하기 위한 식으로, 설계 기준압축강도 f_ck가 35MPa을 초과할 경우에 해당하는 배합강도 f_cr[MPa]의 계산식은? (단, 2012년도 콘크리트구조기준을 적용한다)

1f_cr=f_ck+7

2f_cr=f_ck+8.5

3f_cr=f_ck+10

4f_cr=1.1f_ck+5.0

정답 및 해설

$f_{ck}$ 가 35 MPa를 넘을 때의 배합강도 식은 $f_{cr}$ =1.1 $f_{ck}$ +5.0이다.

기록이 없거나 시험횟수가 14회 이하이면 강도 구간별로 일정한 할증을 쓴다: $f_{ck}$ < 21 MPa는 +7, 21~35 MPa는 +8.5, 35 MPa 초과는 1.1 $f_{ck}$ +5.0이다.

$f_{ck}$ +7 — 21 MPa 미만 구간의 식이다.
$f_{ck}$ +8.5 — 21~35 MPa 구간의 식이다.
$f_{ck}$ +10 — 기준에 없는 식이다.

문제 14

한계상태설계법을 채택한 도로교설계기준(2012)에 제시된 한계 상태로서 옳지 않은 것은?

1파괴 이전에 현저하게 육안으로 관찰될 정도의 비탄성 변형이 발생하지 않도록 제한하는 변형한계상태

2기대응력범위의 반복 횟수에서 발생하는 단일 피로설계트럭에 의한 응력범위를 제한하는 피로한계상태

3정상적인 사용조건 하에서 응력, 변형 및 균열폭을 제한하는 사용한계상태

4설계수명 이내에 발생할 것으로 기대되는, 통계적으로 중요하다고 규정한 하중조합에 대하여 강도와 안정성 확보를 위한 극한한계상태

정답 및 해설

옳지 않은 것은 변형한계상태이다.

도로교설계기준(한계상태설계법, 2012)의 한계상태는 사용한계상태, 피로한계상태, 극한한계상태, 극단상황한계상태이며, 변형한계상태라는 구분은 없다.

단일 피로설계트럭의 응력범위를 제한하는 피로한계상태 — 옳다.
정상 사용조건에서 응력·변형·균열폭을 제한하는 사용한계상태 — 옳다.
설계수명 중 통계적으로 중요한 하중조합에 대한 강도·안정성의 극한한계상태 — 옳다.

문제 15

폭 b＝400mm, 유효깊이 d＝600 mm인 단철근 직사각형 보에 U형 수직 스터럽을 간격 s＝250mm로 배치하였을 때, 공칭전단 강도 V_n[kN]은? (단, 보통중량 콘크리트의 설계기준압축강도 f_ck＝25MPa, 전단철근의 설계기준항복강도 f_yt＝400MPa, 스터럽 한 가닥의 단면적은 125 mm²이고, 2012년도 콘크리트 구조기준을 적용한다)

1320

2380

3440

4640

정답 및 해설

공칭전단강도는 440 kN이다.

콘크리트 전단강도: $V_c=\dfrac{1}{6}\sqrt{25}\times 400\times 600=200\ \mathrm{kN}$

U형 스터럽은 2가닥이므로 $A_v=2\times 125=250\ \mathrm{mm^2}$ 이다.
$V_s=\dfrac{A_vf_{yt}d}{s}=\dfrac{250\times 400\times 600}{250}=240\ \mathrm{kN}$

$V_n=V_c+V_s=200+240=440\ \mathrm{kN}$

문제 16

콘크리트구조기준(2012)에서 압축부재의 철근에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

1현장치기 콘크리트 공사에서 압축부재의 횡철근으로 사용되는 나선철근 지름은 13mm 이상으로 하여야 한다.

2나선철근 또는 띠철근이 배근된 압축부재에서 축방향 철근의 순간격은 40 mm 이상, 또한 철근 공칭지름의 1.5배 이상으로 하여야 한다.

3압축부재의 횡철근으로 사용되는 나선철근의 순간격은 25mm 이상, 75mm 이하이어야 한다.

4압축부재의 횡철근으로 사용되는 띠철근의 수직간격은 축방향 철근 지름의 16배 이하, 띠철근 지름의 48배 이하, 또한 기둥 단면의 최소 치수 이하로 하여야 한다.

정답 및 해설

옳지 않은 것은 현장치기 콘크리트의 나선철근 지름을 13 mm 이상으로 한 설명이다.

현장치기 콘크리트 공사에서 나선철근의 지름은 10 mm 이상이다.

압축부재 축방향 철근 순간격 40 mm 이상, 공칭지름의 1.5배 이상 — 옳다.
나선철근 순간격 25 mm 이상, 75 mm 이하 — 옳다.
띠철근 수직간격은 축방향 철근 지름 16배, 띠철근 지름 48배, 단면 최소치수 이하 — 옳다.

문제 17

철근콘크리트 직사각형 보의 전단철근에 대한 설명으로 옳지 않은 것은? (단, V_s＝전단철근에 의한 전단강도, λ＝경량콘크리트 계수, f_ck＝콘크리트의 설계기준압축강도, b_ω＝직사각형 보의 폭, d＝직사각형 보의 유효깊이이고, 2012년도 콘크리트구조기준을 적용한다)

일 때, 수직 전단철근의 간격은 0.5d이하 이어야 하고, 어느 경우이든 600mm 이하로 하여야 한다.

일 때, 경사 스터럽과 굽힘철근은 부재의 중간 높이인 0.5d에서 반력점 방향으로 주인장철근까지 연장된 60°선과 한 번 이상 교차되도록 배치하여야 한다.

일 때, 수직 전단철근의 간격은 0.25d이하이어야 하고, 어느 경우이든 300 mm 이하로 하여야 한다.

4전단철근의 설계기준항복강도 f_y는 500MPa을 초과할 수 없다. 단, 용접 이형철망을 사용할 경우 전단철근의 설계기준 항복강도 f_y는 600MPa을 초과할 수 없다.

정답 및 해설

옳지 않은 것은 경사 스터럽과 굽힘철근이 0.5d에서 반력점 방향으로 그은 60°선과 교차해야 한다는 설명이다.

경사 스터럽과 굽힘철근은 사인장균열 방향을 고려해 부재 중간 높이 0.5d에서 반력점 방향으로 주인장철근까지 연장한 45°선과 한 번 이상 교차하도록 배치한다.

$V_s\le\dfrac{\lambda\sqrt{f_{ck}}}{3}b_wd$ 이면 수직 전단철근 간격 0.5d 이하, 600 mm 이하 — 옳다.
$\dfrac{\lambda\sqrt{f_{ck}}}{3}b_wd\lt V_s\le\dfrac{2\lambda\sqrt{f_{ck}}}{3}b_wd$ 이면 0.25d 이하, 300 mm 이하 — 옳다.
전단철근 $f_{y}$ 는 500 MPa, 용접 이형철망은 600 MPa를 넘을 수 없다 — 옳다.

문제 18

철근콘크리트 캔틸레버 보에 하중이 작용하여 하향 탄성 처짐 20mm가 발생되었다. 이 하중이 장기하중으로 작용할 때, 5년 후의 총 처짐량[mm]은? (단, 보의 지지부에서의 인장철근비는 0.01, 압축철근비는 0.005이고, 2012년도 콘크리트구조기준을 적용한다)

126.7

232.0

346.7

452.0

정답 및 해설

5년 후 총처짐은 52.0 mm이다.

캔틸레버는 지지부의 압축철근비로 장기처짐 계수 $\lambda=\dfrac{\xi}{1+50\rho'}$ 를 구하며, 5년 이상의 시간경과계수는 $\xi=2.0$ 이다.

$\lambda=\dfrac{2.0}{1+50\times 0.005}=\dfrac{2.0}{1.25}=1.6$
장기처짐 $=1.6\times 20=32\ \mathrm{mm}$ , 총처짐 $=20+32=52\ \mathrm{mm}$

문제 19

그림과 같이 긴장재가 포물선으로 배치된 지간 10 m인 PS 콘크리트 보에 등분포 하중(자중 포함)ω＝40 kN/m가 작용하고 있다. 프리스트레스 힘 P＝1,000 kN일 때, 지간 중앙단면에서 순하향 등분포 하중[kN/m]은?

216

324

432

정답 및 해설

순하향 등분포 하중은 8 kN/m이다.

포물선 긴장재의 등가 상향력은 $u=\dfrac{8Ps}{L^2}$ 이며, 그림에서 새그 s=0.4 m이다.

$u=\dfrac{8\times 1000\times 0.4}{10^2}=32\ \mathrm{kN/m}$
$w-u=40-32=8\ \mathrm{kN/m}$

문제 20

그림과 같은 정사각형 독립 확대기초 저면에 계수하중에 의한 상향 지반 반력 160 kN/m²가 작용할 때, 위험단면에서의 계수 휨모멘트[kNㆍm]는?

1260

2420

3760

4980

정답 및 해설

위험단면의 계수 휨모멘트는 980 kN·m이다.

기초판 휨모멘트의 위험단면은 기둥 전면이며, 그 바깥쪽 지반반력을 캔틸레버처럼 계산한다. 그림에서 기초 4 m × 4 m, 기둥 0.5 m이다.

내민 길이: $\dfrac{4-0.5}{2}=1.75\ \mathrm{m}$
$M_u=q_uB\dfrac{l^2}{2}=160\times 4\times\dfrac{1.75^2}{2}=980\ \mathrm{kN\cdot m}$

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16년 1회차

총 20문항 · 객관식 · 정답·해설 포함

문제 1

표준원주형공시체(ø150mm)가 압축력 675 kN에서 파괴되었을 때, 콘크리트의 최대압축응력[MPa]은? (단, π＝3이다)

110.0

222.5

340.0

490.0

정답 및 해설

최대압축응력은 40.0 MPa이다.

압축강도는 파괴하중을 공시체 단면적으로 나눈 값이다.

$A=\dfrac{\pi d^2}{4}=\dfrac{3\times 150^2}{4}=16875\ \mathrm{mm^2}$
$f=\dfrac{675000}{16875}=40.0\ \mathrm{MPa}$

문제 2

옹벽의 설계에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

1옹벽은 상재하중, 뒤채움 흙의 중량, 옹벽의 자중 및 옹벽에 작용하는 토압, 필요에 따라서는 수압에 견디도록 설계하여야 한다.

2무근콘크리트 옹벽은 자중에 의하여 저항력을 발휘하는 중력식 형태로 설계하여야 한다.

3활동에 대한 저항력은 옹벽에 작용하는 수평력의 1.5배 이상 이어야 한다.

4전도에 대한 저항휨모멘트는 횡토압에 의한 전도모멘트 이상 이어야 한다.

정답 및 해설

옳지 않은 것은 전도 저항휨모멘트가 전도모멘트 이상이면 된다는 설명이다.

전도에 대한 저항휨모멘트는 횡토압에 의한 전도모멘트의 2.0배 이상이어야 한다.

상재하중·뒤채움 흙 중량·자중·토압, 필요하면 수압에 견디도록 설계 — 옳다.
무근콘크리트 옹벽은 자중으로 저항하는 중력식으로 설계 — 옳다.
활동 저항력은 수평력의 1.5배 이상 — 옳다.

문제 3

프리스트레스하지 않는 현장치기 콘크리트 부재의 최소 피복두께 규정으로 옳지 않은 것은? (단, 2012년도 콘크리트구조기준을 적용한다)

1수중에서 치는 콘크리트: 100 mm

2흙에 접하여 콘크리트를 친 후 영구히 흙에 묻혀 있는 콘크리트: 60mm

3D25 이하의 철근 중 흙에 접하거나 옥외의 공기에 직접 노출되는 콘크리트: 50 mm

4옥외의 공기나 흙에 직접 접하지 않은 콘크리트 보 또는 기둥: 40 mm

정답 및 해설

옳지 않은 것은 흙에 접해 친 후 영구히 흙에 묻히는 콘크리트의 피복두께를 60 mm로 한 설명이다.

흙에 접하여 콘크리트를 친 후 영구히 흙에 묻혀 있는 콘크리트의 최소 피복두께는 80 mm이다.

수중에서 치는 콘크리트 100 mm — 옳다.
흙·옥외 공기에 노출되는 D25 이하 철근 50 mm — 옳다.
옥외 공기·흙에 접하지 않는 보·기둥 40 mm — 옳다.

문제 4

강구조에서 용접과 볼트의 병용에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

1볼트접합은 원칙적으로 용접과 조합해서 하중을 부담시킬 수 없다. 이러한 경우 볼트가 전체하중을 부담하는 것으로 한다.

2볼트가 전단접합인 경우에는 예외적으로 용접과 하중을 분담하는 것이 허용된다.

4표준구멍과 하중방향에 직각인 단슬롯의 경우 볼트와 하중 방향에 평행한 필릿용접이 하중을 각각 분담할 수 있다.

정답 및 해설

옳지 않은 것은 볼트와 용접을 조합할 수 없을 때 볼트가 전체하중을 부담한다는 설명이다.

전단접합인 경우 예외적으로 하중 분담이 허용된다 — 옳다.
기존 마찰볼트 구조물 개축 시 볼트는 기존 하중, 용접은 추가 소요강도를 받게 할 수 있다 — 옳다.
표준구멍·하중 직각 단슬롯에서 볼트와 하중 평행 필릿용접은 하중을 분담할 수 있다 — 옳다.

문제 5

1400

2267

3200

4167

정답 및 해설

처짐 검토를 생략할 수 있는 최소 두께는 200 mm이다.

단순지지 1방향 슬래브의 최소 두께는 $\dfrac{l}{20}$ 이다(보통중량 콘크리트, $f_{y}$ =400 MPa이므로 보정 없음).

$h=\dfrac{4000}{20}=200\ \mathrm{mm}$

문제 6

그림과 같은 유효길이를 갖는 필릿용접부가 받을 수 있는 인장력 P[N]는? (단, 필릿용접의 허용전단응력 v_a＝80MPa이다)

3P=80×8×(150×2)

4P=80×8×(150×2+100)

정답 및 해설

인장력은 $P=80\times\dfrac{8}{\sqrt{2}}\times(150\times 2+100)$ 이다.

필릿용접의 강도는 목두께 × 유효길이 × 허용전단응력이며, 목두께는 치수 s의 $\dfrac{1}{\sqrt{2}}$ 배이다.

문제 7

180

2144

3150

4187

정답 및 해설

표준갈고리의 정착길이는 150 mm이다.

기본정착길이는 $l_{hb}=\dfrac{0.24\beta d_bf_y}{\lambda\sqrt{f_{ck}}}=\dfrac{0.24\times 1.0\times 10\times 300}{1.0\times 5}=144\ \mathrm{mm}$ 이다.

표준갈고리 정착길이는 8 $d_{b}$ 이상, 또한 150 mm 이상이어야 하므로
$\max(144,\ 8\times 10=80,\ 150)=150\ \mathrm{mm}$

문제 8

유효길이 l_u＝2.5 m, 지름 d＝500 mm인 횡구속된 골조 압축 부재의 유효 세장비는?

120

235

350

465

정답 및 해설

유효 세장비는 20이다.

원형 단면의 회전반지름은 $r=0.25d$ 이고, 유효길이가 주어졌으므로 그대로 쓴다.

$r=0.25\times 500=125\ \mathrm{mm}$
$\dfrac{kl_u}{r}=\dfrac{2500}{125}=20$

문제 9

150/0.85

250/0.836

359/0.85

459/0.836

정답 및 해설

중립축까지 거리는 c = 50/0.836 mm이다.

응력블록 깊이: $a=\dfrac{A_sf_y}{0.85f_{ck}b}=\dfrac{850\times 300}{0.85\times 30\times 200}=\dfrac{255000}{5100}=50\ \mathrm{mm}$

콘크리트구조기준(2012)에서 $f_{ck}$ =30 MPa이면 $\beta_1=0.85-0.007\times(30-28)=0.836$ 이므로
$c=\dfrac{a}{\beta_1}=\dfrac{50}{0.836}\ \mathrm{mm}$

문제 10

긴장재의 배치형상에 따른 프리스트레싱 효과에 의하여 콘크리트에 발생하는 휨모멘트를 나타낸 것으로 옳지 않은 것은?

정답 및 해설

옳지 않은 것은 꺾인 부재의 도심축을 따라 긴장재를 배치했는데 삼각형 부(−)모멘트가 생긴다고 나타낸 것이다.

양 끝 도심, 중앙이 아래로 처진 포물선 배치 — 포물선형 부(−)모멘트로 옳다.
도심에 직선 배치 — 모멘트 0으로 옳다.
중앙이 도심 위, 양 끝이 도심 아래인 꺾인 배치 — 중앙 (+), 양 끝 (−)로 옳다.

문제 11

강도설계법에서 강도감소계수(ø)를 사용하는 이유로 옳지 않은 것은?

1재료 강도와 치수가 변동할 수 있으므로 부재 강도의 저하 확률에 대비한다.

2부정확한 설계 방정식에 대비한 여유를 반영한다.

3구조물에서 차지하는 부재의 중요도를 반영한다.

4예상을 초과한 하중 및 구조해석의 단순화로 인하여 발생되는 초과요인에 대비한다.

정답 및 해설

강도감소계수를 쓰는 이유로 옳지 않은 것은 예상을 초과한 하중 및 구조해석의 단순화에 대비한다는 것이다.

하중의 초과와 해석상의 단순화에 대한 여유는 하중계수가 담당한다. 강도감소계수는 강도(저항) 쪽의 불확실성을 반영한다.

재료 강도와 치수의 변동에 따른 강도 저하 확률 대비 — 강도감소계수의 역할이다.
설계 방정식의 부정확성에 대한 여유 — 강도감소계수의 역할이다.
구조물에서 부재의 중요도 반영 — 강도감소계수의 역할이다.

문제 12

1긴장할 때 긴장재의 인장응력: 0.84 f_pu와 0.92 f_py 중 작은 값 이하

2긴장할 때 긴장재의 인장응력: 0.82 f_pu와 0.94 f_py 중 작은 값 이하

3프리스트레스 도입 직후의 인장응력: 0.74 f_pu와 0.82 f_py 중 작은 값 이하

4프리스트레스 도입 직후의 인장응력: 0.72 f_pu와 0.84 f_py 중 작은 값 이하

정답 및 해설

옳은 것은 프리스트레스 도입 직후의 인장응력: 0.74 $f_{pu}$ 와 0.82 $f_{py}$ 중 작은 값 이하이다.

긴장재의 허용응력은 긴장할 때 0.80 $f_{pu}$ 와 0.94 $f_{py}$ 중 작은 값 이하, 프리스트레스 도입 직후 0.74 $f_{pu}$ 와 0.82 $f_{py}$ 중 작은 값 이하이다.

긴장할 때 0.84 $f_{pu}$ ·0.92 $f_{py}$ — 계수가 틀렸다.
긴장할 때 0.82 $f_{pu}$ ·0.94 $f_{py}$ — $f_{pu}$ 계수가 틀렸다.
도입 직후 0.72 $f_{pu}$ ·0.84 $f_{py}$ — 계수가 틀렸다.

문제 13

1f_cr=f_ck+7

2f_cr=f_ck+8.5

3f_cr=f_ck+10

4f_cr=1.1f_ck+5.0

정답 및 해설

$f_{ck}$ 가 35 MPa를 넘을 때의 배합강도 식은 $f_{cr}$ =1.1 $f_{ck}$ +5.0이다.

기록이 없거나 시험횟수가 14회 이하이면 강도 구간별로 일정한 할증을 쓴다: $f_{ck}$ < 21 MPa는 +7, 21~35 MPa는 +8.5, 35 MPa 초과는 1.1 $f_{ck}$ +5.0이다.

$f_{ck}$ +7 — 21 MPa 미만 구간의 식이다.
$f_{ck}$ +8.5 — 21~35 MPa 구간의 식이다.
$f_{ck}$ +10 — 기준에 없는 식이다.

문제 14

한계상태설계법을 채택한 도로교설계기준(2012)에 제시된 한계 상태로서 옳지 않은 것은?

1파괴 이전에 현저하게 육안으로 관찰될 정도의 비탄성 변형이 발생하지 않도록 제한하는 변형한계상태

2기대응력범위의 반복 횟수에서 발생하는 단일 피로설계트럭에 의한 응력범위를 제한하는 피로한계상태

3정상적인 사용조건 하에서 응력, 변형 및 균열폭을 제한하는 사용한계상태

4설계수명 이내에 발생할 것으로 기대되는, 통계적으로 중요하다고 규정한 하중조합에 대하여 강도와 안정성 확보를 위한 극한한계상태

정답 및 해설

옳지 않은 것은 변형한계상태이다.

단일 피로설계트럭의 응력범위를 제한하는 피로한계상태 — 옳다.
정상 사용조건에서 응력·변형·균열폭을 제한하는 사용한계상태 — 옳다.
설계수명 중 통계적으로 중요한 하중조합에 대한 강도·안정성의 극한한계상태 — 옳다.

문제 15

1320

2380

3440

4640

정답 및 해설

공칭전단강도는 440 kN이다.

콘크리트 전단강도: $V_c=\dfrac{1}{6}\sqrt{25}\times 400\times 600=200\ \mathrm{kN}$

U형 스터럽은 2가닥이므로 $A_v=2\times 125=250\ \mathrm{mm^2}$ 이다.
$V_s=\dfrac{A_vf_{yt}d}{s}=\dfrac{250\times 400\times 600}{250}=240\ \mathrm{kN}$

$V_n=V_c+V_s=200+240=440\ \mathrm{kN}$

문제 16

콘크리트구조기준(2012)에서 압축부재의 철근에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

1현장치기 콘크리트 공사에서 압축부재의 횡철근으로 사용되는 나선철근 지름은 13mm 이상으로 하여야 한다.

2나선철근 또는 띠철근이 배근된 압축부재에서 축방향 철근의 순간격은 40 mm 이상, 또한 철근 공칭지름의 1.5배 이상으로 하여야 한다.

3압축부재의 횡철근으로 사용되는 나선철근의 순간격은 25mm 이상, 75mm 이하이어야 한다.

정답 및 해설

옳지 않은 것은 현장치기 콘크리트의 나선철근 지름을 13 mm 이상으로 한 설명이다.

현장치기 콘크리트 공사에서 나선철근의 지름은 10 mm 이상이다.

압축부재 축방향 철근 순간격 40 mm 이상, 공칭지름의 1.5배 이상 — 옳다.
나선철근 순간격 25 mm 이상, 75 mm 이하 — 옳다.
띠철근 수직간격은 축방향 철근 지름 16배, 띠철근 지름 48배, 단면 최소치수 이하 — 옳다.

문제 17

일 때, 수직 전단철근의 간격은 0.5d이하 이어야 하고, 어느 경우이든 600mm 이하로 하여야 한다.

일 때, 수직 전단철근의 간격은 0.25d이하이어야 하고, 어느 경우이든 300 mm 이하로 하여야 한다.

정답 및 해설

옳지 않은 것은 경사 스터럽과 굽힘철근이 0.5d에서 반력점 방향으로 그은 60°선과 교차해야 한다는 설명이다.

$V_s\le\dfrac{\lambda\sqrt{f_{ck}}}{3}b_wd$ 이면 수직 전단철근 간격 0.5d 이하, 600 mm 이하 — 옳다.
$\dfrac{\lambda\sqrt{f_{ck}}}{3}b_wd\lt V_s\le\dfrac{2\lambda\sqrt{f_{ck}}}{3}b_wd$ 이면 0.25d 이하, 300 mm 이하 — 옳다.
전단철근 $f_{y}$ 는 500 MPa, 용접 이형철망은 600 MPa를 넘을 수 없다 — 옳다.

문제 18

126.7

232.0

346.7

452.0

정답 및 해설

5년 후 총처짐은 52.0 mm이다.

캔틸레버는 지지부의 압축철근비로 장기처짐 계수 $\lambda=\dfrac{\xi}{1+50\rho'}$ 를 구하며, 5년 이상의 시간경과계수는 $\xi=2.0$ 이다.

$\lambda=\dfrac{2.0}{1+50\times 0.005}=\dfrac{2.0}{1.25}=1.6$
장기처짐 $=1.6\times 20=32\ \mathrm{mm}$ , 총처짐 $=20+32=52\ \mathrm{mm}$

문제 19

216

324

432

정답 및 해설

순하향 등분포 하중은 8 kN/m이다.

포물선 긴장재의 등가 상향력은 $u=\dfrac{8Ps}{L^2}$ 이며, 그림에서 새그 s=0.4 m이다.

$u=\dfrac{8\times 1000\times 0.4}{10^2}=32\ \mathrm{kN/m}$
$w-u=40-32=8\ \mathrm{kN/m}$

문제 20

그림과 같은 정사각형 독립 확대기초 저면에 계수하중에 의한 상향 지반 반력 160 kN/m²가 작용할 때, 위험단면에서의 계수 휨모멘트[kNㆍm]는?

1260

2420

3760

4980

정답 및 해설

위험단면의 계수 휨모멘트는 980 kN·m이다.

기초판 휨모멘트의 위험단면은 기둥 전면이며, 그 바깥쪽 지반반력을 캔틸레버처럼 계산한다. 그림에서 기초 4 m × 4 m, 기둥 0.5 m이다.

내민 길이: $\dfrac{4-0.5}{2}=1.75\ \mathrm{m}$
$M_u=q_uB\dfrac{l^2}{2}=160\times 4\times\dfrac{1.75^2}{2}=980\ \mathrm{kN\cdot m}$