13년 1회차

적절하지 않은 것은 순간처짐 계산에서 균열과 철근의 영향을 고려할 필요가 없다는 설명이다.

순간처짐은 균열에 따라 줄어든 강성을 반영하기 위해 균열과 철근의 영향을 고려한 유효단면2차모멘트($\mathrm{I}_{e}$)로 계산한다.

• 사용하중 상태에서 사용성을 검토한다 — 옳다.
• 하중 균열 외에 온도·건조수축 균열 제어용 철근을 추가 배치한다 — 옳다.
• 균열 제어 철근은 단면 주변에 분산 배치하고 지름과 간격을 작게 한다 — 옳다.

옳지 않은 것은 휨응력의 절대값이 단면2차모멘트가 클수록 증가한다는 설명이다.

휨응력은 $\sigma=\dfrac{My}{I}$이므로 중립축에서 멀수록(y가 클수록) 커지고, I가 클수록 작아진다.

• 휨응력의 절대값은 중립축에서 멀수록 증가한다 — 옳다.
• 지간 중앙 하부표면의 사인장응력은 0이다 — 표면에서는 전단응력이 0이므로 옳다.
• 지간 중앙 상부표면의 전단응력은 0이다 — 옳다.

설계휨강도는 136 kN·m이다.

인장지배단면이므로 $\phi=0.85$이고, 공칭휨강도는 $M_n=A_sf_y\left(d-\dfrac{a}{2}\right)$이다.

$M_n=1000\times 400\times\left(450-\dfrac{100}{2}\right)=1.6\times 10^{8}\ \mathrm{N\cdot mm}=160\ \mathrm{kN\cdot m}$
$M_d=0.85\times 160=136\ \mathrm{kN\cdot m}$

옳지 않은 것은 콘크리트 지압력에 대한 강도감소계수를 0.70으로 한 설명이다.

콘크리트구조기준(2012)에서 콘크리트의 지압력(포스트텐션 정착부와 스트럿-타이 모델 제외)에 대한 강도감소계수는 0.65이다.

• 설계·시공상의 오차 등 불확실성을 고려한 값이다 — 옳다.
• 응력의 종류와 부재의 중요도에 따라 값이 달라진다 — 옳다.
• 인장지배단면은 0.85 — 옳다.

최대 설계전단강도는 375 kN이다.

전단철근을 충분히 써도 $\mathrm{V}_{s}$는 $\dfrac{2}{3}\sqrt{f_{ck}}b_wd$를 넘을 수 없다. 그림에서 $b_{w}$=250 mm, d=400 mm이다.

$V_c=\dfrac{1}{6}\times 6\times 250\times 400=100\ \mathrm{kN}$
$V_{s,max}=\dfrac{2}{3}\times 6\times 250\times 400=400\ \mathrm{kN}$

$\phi V_n=0.75\times(100+400)=375\ \mathrm{kN}$

등가 응력블록의 깊이는 114 mm이다.

등가 직사각형 응력블록은 실제 응력분포와 합력의 크기와 작용 위치가 같아야 하므로, 합력 위치(압축연단에서 거리)의 2배가 a이다. 그림의 분포는 상부 90 mm 균일(20 MPa)과 하부 45 mm 삼각형이다.

단위 폭당 합력: $C=20\times 90+\dfrac{1}{2}\times 20\times 45=1800+450=2250$
작용 위치: $\bar y=\dfrac{1800\times 45+450\times(90+15)}{2250}=\dfrac{128250}{2250}=57\ \mathrm{mm}$

$a=2\bar y=2\times 57=114\ \mathrm{mm}$

최대 등분포 활하중은 $w_n=\dfrac{8A_sf_y}{l^2}\left(d-\dfrac{1}{2}\times\dfrac{A_sf_y}{0.85f_{ck}b}\right)$이다.

단순보의 최대 휨모멘트 $\dfrac{w_nl^2}{8}$가 공칭휨강도와 같아지는 하중이다.
$\dfrac{w_nl^2}{8}=A_sf_y\left(d-\dfrac{a}{2}\right),\ \ a=\dfrac{A_sf_y}{0.85f_{ck}b}$

따라서 계수는 8/$l^{2}$이고, 괄호 안 a에는 $\mathrm{A}_{s}$$f_{y}$가 분자에 들어가야 한다. 계수 4를 쓰거나 a의 분자에서 $\mathrm{A}_{s}$$f_{y}$를 뺀 식은 틀렸다.

옳지 않은 것은 a/d가 7보다 큰 보에서 전단균열이 먼저 생겨 사인장균열 파괴가 일어나기 쉽다는 설명이다.

전단경간비가 매우 큰 보는 휨모멘트의 영향이 지배적이어서 휨균열이 먼저 생기고 휨파괴가 일어난다. 사인장균열에 의한 전단파괴는 중간 정도의 a/d에서 두드러진다.

• a/d를 전단경간비라 한다 — 옳다.
• a/d가 크면 휨모멘트 영향이 커서 휨파괴가 쉽다 — 옳다.
• a/d가 작으면 깊은 보처럼 아치거동 파괴가 나타난다 — 옳다.

표준갈고리의 기본정착길이는 480 mm이다.

콘크리트구조기준(2012)의 표준갈고리 기본정착길이는 $l_{hb}=\dfrac{0.24\beta d_bf_y}{\lambda\sqrt{f_{ck}}}$이다.

$l_{hb}=\dfrac{0.24\times 1.0\times 25\times 400}{1.0\times\sqrt{25}}=\dfrac{2400}{5}=480\ \mathrm{mm}$

옳지 않은 것은 계수휨모멘트가 48 kN·m라는 설명이다.

하중조합 $U=1.2D+1.6L$에서 휨모멘트는 활하중만 있으므로 $M_u=1.6\times 40=64\ \mathrm{kN\cdot m}$이다.

• 계수축력 $P_u=1.2\times 900+1.6\times 800=2360\ \mathrm{kN}$ — 옳다.
• 편심 $e=\dfrac{64}{2360}\approx 0.027\ \mathrm{m}=27\ \mathrm{mm}$ — 옳다.
• 편심이 핵거리 $h/6\approx 83\ \mathrm{mm}$보다 작으므로 단면에는 압축응력만 생긴다 — 옳다.

옳지 않은 것은 수축·온도철근 간격을 슬래브 두께의 3배 이하, 450 mm 이하로 한 설명이다.

1방향 슬래브의 수축·온도철근 간격은 슬래브 두께의 5배 이하, 450 mm 이하이다.

• 슬래브 두께는 100 mm 이상 — 옳다.
• 위험단면 주철근 간격은 두께의 2배 이하, 300 mm 이하 — 옳다.
• 두께는 과도한 처짐이 생기지 않도록 정한다 — 옳다.

옳지 않은 것은 비합성 압축부재의 축방향 주철근을 전체 단면적의 0.10배 이상, 0.15배 이하로 한 설명이다.

비합성 압축부재의 축방향 주철근 단면적은 전체 단면적의 0.01배 이상, 0.08배 이하이다.

• 최소 철근량은 크리프·건조수축의 영향을 줄이기 위해 필요하다 — 옳다.
• 최소 철근량은 예상치 못한 휨에 대한 저항성을 준다 — 옳다.
• 최대 철근량은 경제성과 타설성을 고려한 상한이다 — 옳다.

등분포 상향력은 24 kN/m이다.

포물선 긴장재의 등가 상향력은 $u=\dfrac{8Pe}{l^2}$이며, 그림에서 l=10 m이다.

$u=\dfrac{8\times 1000\times 0.3}{10^2}=24\ \mathrm{kN/m}$

옳지 않은 것은 강성옹벽에는 일반적으로 정지토압을, 변위가 허용되지 않으면 주동토압을 쓴다는 설명이다.

두 경우가 바뀌었다. 강성옹벽에는 일반적으로 주동토압을 쓰고, 변위가 허용되지 않는 구조물에는 정지토압을 쓴다.

• 전도 저항모멘트 2.0배 이상, 합력이 중앙 1/3 이내면 전도 검토 생략 가능 — 옳다.
• 뒷부벽식 옹벽은 부벽에 철근을 충분히 정착하고 배력철근을 둔다 — 옳다.
• 부벽식 옹벽 저판은 부벽 간 거리를 경간으로 고정보·연속보로 설계 — 옳다.

용접부의 인장응력은 100 MPa이다.

경사 맞대기용접의 유효길이는 용접선을 응력 방향에 직각으로 투영한 길이로 하므로 그림에서 판폭 400 mm이고, 목두께는 판두께 10 mm이다.

$f=\dfrac{P}{a\,l}=\dfrac{400000}{10\times 400}=100\ \mathrm{MPa}$

옳지 않은 것은 현장타설 콘크리트말뚝의 허용압축하중을 콘크리트와 보강재 값 중 작은 값으로 결정한다는 설명이다.

현장타설 콘크리트말뚝은 콘크리트와 보강재가 함께 하중을 받으므로 각각 산정한 허용압축하중을 합한 값으로 본체 허용압축하중을 정한다.

• 강말뚝의 유효단면적은 사용기간 중 부식을 공제한다 — 옳다.
• RC말뚝은 허용압축응력×단면적에 장경비·이음 감소를 고려한다 — 옳다.
• 보강재의 허용압축하중은 허용압축응력×보강재 단면적 — 옳다.

옳지 않은 것은 강구조물은 유지관리가 불필요하고 취성파괴에 강하다는 설명이다.

강구조물은 부식에 취약해 도장 등 지속적인 유지관리가 필요하며, 저온·피로·용접부 결함에 따른 취성파괴 가능성도 있다.

• 세장한 판·부재의 좌굴 모드가 내력을 지배한다 — 옳다.
• 손상의 대부분은 불량한 접합부·연결부에서 시작한다 — 옳다.
• 연결 상세부의 피로균열 성장이 붕괴를 촉발하기도 한다 — 옳다.

옳지 않은 것은 그라우트의 물-결합재비를 45% 이상으로, 되도록 크게 한다는 설명이다.

그라우트는 블리딩과 수축을 줄이고 강재를 보호하기 위해 물-결합재비를 45% 이하로 하고, 소요 반죽질기가 얻어지는 범위에서 되도록 작게 한다.

• 등분포하중용 슬래브 긴장재 간격은 최소 1방향으로 두께의 8배 또는 1.5 m 이하 — 옳다.
• 다수 긴장재용 덕트의 내부 단면적은 긴장재 단면적의 2배 이상 — 옳다.
• 그라우트는 프리스트레싱 후 8시간이 지나 가능한 한 빨리, 늦어도 7일 이내에 시공 — 옳다.

옳지 않은 것은 온도·건조수축 철근량의 비를 1.0%로 한 설명이다.

배력철근량이 온도·건조수축 철근량 이상이어야 한다는 원칙은 맞지만, 1.0%는 기준의 온도·건조수축 철근비보다 훨씬 큰 값으로 잘못 제시되었다.

• 배력철근량은 정모멘트 구간 주철근에 대한 비율로 나타낸다 — 옳다.
• 주철근이 차량 진행방향에 평행하면 $55/\sqrt{L}\ \%$와 50% 중 작은 값 이상 — 옳다.
• 집중 활하중을 분산시키기 위해 주철근 직각방향으로 배력철근을 둔다 — 옳다.

옳지 않은 것은 탄성 RC보에서 하중이 증가하면 우력의 팔길이가 감소한다는 설명이다.

RC보는 하중이 늘면 C와 T가 커지고 팔길이 z는 거의 일정하다. 반대로 PSC보는 C와 T가 프리스트레스 힘으로 거의 일정하고 팔길이가 변하며 저항한다.

• PSC보는 고강도 콘크리트와 강재를 쓴다 — 옳다.
• 곡선 긴장재의 연직분력만큼 전단력이 줄어 복부를 얇게 할 수 있다 — 옳다.
• PSC보는 RC보보다 탄성적이고 복원성이 크다 — 옳다.