12년 1회차

내진보강 대책으로 옳지 않은 것은 건물의 중량을 증가시키는 것이다.

지진력은 건물의 질량에 비례하므로 중량이 커지면 작용하는 지진하중이 오히려 커진다. 내진보강은 지진력을 줄이거나 저항 능력을 키우는 방향이어야 한다.

• 강도 증가: 부재가 견딜 수 있는 힘을 키워 지진력에 저항하는 대표적 보강 방법이다.
• 연성 증가: 큰 변형에도 급격히 파괴되지 않고 에너지를 흡수하도록 하는 보강 방법이다.
• 강성 증가: 횡변위를 줄여 손상을 억제하는 보강 방법이다.

상층부 벽식구조의 하중을 하부의 골조구조로 넘겨주는 시스템은 트랜스퍼거더(전이보)이다.

주상복합 건물처럼 상·하부 구조형식이 다를 때, 상층 벽체·기둥이 끊기는 층에 큰 춤의 전이보를 두어 하중을 하부 기둥으로 재분배한다.

• 아웃리거: 코어와 외곽 기둥을 연결해 초고층 건물의 횡강성을 높이는 부재이다.
• 벨트트러스: 외곽 기둥들을 띠 모양으로 묶어 아웃리거와 함께 횡력 저항을 돕는 트러스이다.
• 시어커넥터: 강재와 콘크리트를 일체로 거동시키는 합성구조용 전단연결재이다.

옳지 않은 설명은 개구부 하단·상단에서의 철근 연장길이에 관한 것이다.

보강조적조 전단벽의 수평철근은 개구부 상·하단에서 600 mm 또는 철근직경의 40배 이상 연장해야 하므로, 제시된 연장길이는 기준보다 짧다.

• 구조적으로 연결된 지붕·바닥층과 벽체 상부에 연속 배근하는 것은 기준에 맞다.
• 벽체 하부와 기초 상단을 장부철근으로 연결 배근하는 것은 기준에 맞다.
• 균일 분포 접합부철근이 있는 경우를 제외하고 최대 간격 3 m를 유지하는 것은 기준에 맞다.

B점에는 상향반력 4.5 kN이 생기고, B점의 휨모멘트는 부모멘트 2 kN·m이다.

A점에 대한 모멘트 평형(전체 등분포하중 6 kN, 작용점은 A에서 3 m):
$R_B\times 4=1\times 6\times 3$
$R_B=4.5\,\mathrm{kN}$ (상향)

B점 모멘트는 내민 부분 BC(2 m)만 보면 된다.
$M_B=-1\times 2\times 1=-2\,\mathrm{kN\cdot m}$
내민보 지점 위에서 상부가 인장되는 부모멘트다.

• 상향반력 4.5와 모멘트 0으로 본 보기: 내민 부분 BC에 하중이 실려 있어 B점 모멘트가 0이 될 수 없다.
• 하향반력 4.5와 정모멘트 2로 본 보기: 하중이 모두 하향이고 B가 하중 합력 쪽에 있으므로 B점 반력은 상향이며, 모멘트도 부모멘트다.
• 하향반력 4.5와 모멘트 0으로 본 보기: 반력 방향과 모멘트 크기가 모두 틀렸다.

프리스트레스 손실원인이 아닌 것은 긴장 시 콘크리트의 팽창이다.

프리스트레스 도입 시 콘크리트는 압축을 받아 탄성수축(단축)하며, 이 수축이 긴장재의 인장력을 감소시킨다. 팽창이 아니라 수축이 손실의 원인이다.

• 긴장재와 덕트 사이의 마찰: 포스트텐션 방식의 도입 시 손실이다.
• 콘크리트의 건조수축과 크리프: 시간 경과에 따른 장기 손실이다.
• 긴장재의 릴랙세이션: 일정 변형 아래에서 긴장재 응력이 줄어드는 장기 손실이다.

콘크리트에 의한 설계 전단강도는 150 kN이다.

간략식: $V_c=\dfrac{1}{6}\lambda\sqrt{f_{ck}}\,b_w d$, 전단 강도감소계수 $\phi=0.75$
$V_c=\dfrac{1}{6}\times 1.0\times\sqrt{25}\times 400\times 600=200000\,\mathrm{N}=200\,\mathrm{kN}$

$\phi V_c=0.75\times 200=150\,\mathrm{kN}$ — 공칭강도 200 kN에 강도감소계수를 곱해야 설계강도가 된다.

옳지 않은 것은 인장용접이형철망의 겹침이음 최소길이에 관한 설명이다.

인장용접이형철망은 겹쳐진 길이가 $1.3l_d$ 이상이면서 200 mm 이상이어야 하므로, 하한값 150 mm는 틀렸다.

• 압축이형철근 겹침이음길이 300 mm 이상, 설계기준강도 21 MPa 미만이면 1/3 증가 — 기준에 맞다.
• 크기가 다른 철근의 압축 겹침이음은 큰 철근의 정착길이와 작은 철근의 겹침이음길이 중 큰 값 이상 — 기준에 맞다.
• 인장용접원형철망(배치량이 소요량의 2배 미만)은 교차철선 한 마디 간격+50 mm, $1.5l_d$, 150 mm 중 큰 값 이상 — 기준에 맞다.

옳지 않은 것은 지판 돌출 두께의 최소값에 관한 설명이다.

지판의 슬래브 아래 돌출 두께는 돌출부를 제외한 슬래브 두께의 1/4 이상이어야 하므로 1/6은 틀렸다.

• 기둥 상부 부모멘트 철근량을 줄이기 위해 지판을 사용할 수 있다 — 옳다.
• 지판은 받침부 중심선에서 각 방향 경간의 1/6 이상 연장해야 한다 — 옳다.
• 철근량 계산 시 지판 돌출 두께는 지판 외단부에서 기둥(기둥머리)면까지 거리의 1/4 이하로 취한다 — 옳다.

옳지 않은 것은 기초판 휨모멘트 계산 범위에 관한 설명이다.

기초판 각 단면의 휨모멘트는 그 수직면 한쪽 전체 면적에 작용하는 힘으로 계산하며, 1/4 면적만 고려하는 것이 아니다.

• 원형·정다각형 기둥이나 받침대는 같은 면적의 정사각형 부재로 취급할 수 있다 — 옳다.
• 상연에서 하부 철근까지 깊이는 흙에 놓이면 150 mm, 말뚝기초면 300 mm 이상 — 옳다.
• 기초판철근은 묻힘길이·갈고리·기계적 장치 등으로 단면 양방향에 정착한다 — 옳다.

옳지 않은 것은 직접설계법의 연속 경간길이 차이 제한이다.

직접설계법 적용 조건에서 각 방향 연속 경간의 길이 차이는 긴 경간의 1/3 이하이어야 하므로 1/2은 틀렸다.

• 1방향슬래브의 최소 두께 100 mm — 옳다.
• 1방향슬래브 주철근 중심간격은 위험단면에서 슬래브 두께의 2배 이하, 300 mm 이하 — 옳다.
• 등가골조법에서 직접응력에 의한 길이변화와 전단에 의한 처짐은 무시할 수 있다 — 옳다.

부등침하 가능성이 가장 낮은 경우는 기초를 일체식기초로 하는 경우이다.

온통기초 같은 일체식기초는 건물 하중을 넓은 면적에 고르게 분산하고 강성이 커서 침하를 균등화하므로 부등침하 방지 대책에 해당한다.

• 이질 지층 위의 건축물: 지층마다 압축성이 달라 부등침하가 생기기 쉽다.
• 지하수위 변경: 유효응력이 변해 국부적인 침하를 유발한다.
• 한 건물에 서로 다른 지정 사용: 지정별 침하량이 달라 부등침하의 원인이 된다.

옳지 않은 것은 조적식 담의 높이 제한이다.

조적식 구조인 담의 높이는 3 m 이하로 해야 하므로 4 m는 기준을 초과한다.

• 개구부와 바로 위층 개구부의 수직거리 60 cm 이상 — 옳다.
• 토압을 받는 내력벽은 조적식 불가, 토압 부분 높이 2.5 m 이하면 벽돌구조 가능 — 옳다.
• 대린벽으로 구획된 벽의 개구부 폭 합계는 벽 길이의 1/2 이하 — 옳다.

응력이 없는 부재는 왼쪽 절반의 웹재 전부인 7개(BJ, JC, DN, NE, CN, NK, CK)이다.

하중이 없는 절점 B·D는 상현재가 일직선이므로 남은 한 부재 BJ·DN이 0이고, 절점 J도 하현재가 일직선이므로 JC가 0이다.

DE·NE·KL을 끊은 왼쪽 자유물체에서 A점에 대한 모멘트를 잡으면, 상현재 DE와 하현재 KL의 작용선이 모두 A를 지나므로 NE=0이다. 그러면 절점 N에 남는 두 부재 CN·NK가 0이 되고, 절점 C에서 상현재 외에 남는 유일한 부재 CK도 0이 된다.

• 4개·5개로 본 보기: 하중 없는 절점 B·D·J에서 바로 보이는 BJ·DN·JC에 그치거나 절단법으로 NE=0을 확인한 뒤 절점 N으로 이어지는 CN·NK를 놓친 값이다.
• 6개로 본 보기: 마지막 절점 C에서 남는 CK까지 0이 되는 연쇄를 빠뜨린 값이다.

섬유방향과 평행하게 가력할 때 가장 낮은 강도는 전단강도이다.

목재는 섬유 사이의 결합력이 약해 섬유방향으로 미끄러지는 전단에 가장 취약하다. 섬유 평행방향 강도는 대체로 인장·휨이 크고 압축이 그다음, 전단이 가장 작다.

• 인장강도: 섬유 자체가 힘을 받으므로 가장 큰 편이다.
• 휨강도: 인장과 압축이 함께 작용하며 압축강도보다 큰 편이다.
• 압축강도: 인장·휨보다는 작지만 전단보다는 훨씬 크다.

옳지 않은 것은 기성콘크리트말뚝의 장기허용압축응력 상한이다.

기성콘크리트말뚝의 장기허용압축응력은 콘크리트 설계기준강도의 최대 1/4까지로 하므로 1/3은 틀렸다.

• 사용 콘크리트의 설계기준강도 35 MPa 이상 — 옳다.
• 단기허용압축응력은 장기허용압축응력의 1.5배 — 옳다.
• 허용지지력은 말뚝의 최소단면에 대해 구한다 — 옳다.

옳지 않은 것은 2층 건물 벽돌 조적조 충전 모르타르의 배합비로 제시된 값이다.

나머지 설명은 조적식 구조 기준의 재료 규정과 모르타르 배합표에 맞지만, 충전 모르타르 용적비로 제시된 값은 기준 표의 값과 다르다.

• 시멘트성분 재료·첨가제에 에폭시수지·페놀·석면섬유·내화점토를 포함할 수 없다 — 옳다.
• 바닥용 깔 모르타르의 용적배합비(세골재/결합재) 3.0~6.0 — 옳다.
• 그라우트 압축강도는 조적 개체 강도의 1.3배 이상 — 옳다.

설계인장강도는 총단면 항복과 유효순단면 파단 중 작은 값인 211.5 kN이다.

총단면 항복:
$\phi P_n=0.9\times 235\times 1000=211500\,\mathrm{N}=211.5\,\mathrm{kN}$

유효순단면 파단:
$A_e=UA_n=0.8\times 900=720\,\mathrm{mm^2}$
$\phi P_n=0.75\times 400\times 720=216000\,\mathrm{N}=216.0\,\mathrm{kN}$

• 216.0: 유효순단면 파단 강도로, 항복 강도보다 커서 지배하지 않는다.
• 235.0: 강도감소계수를 곱하지 않은 총단면 공칭항복강도다.
• 288.0: 강도감소계수를 곱하지 않은 유효순단면 공칭파단강도다.

옳지 않은 것은 목재 끝면에 박은 못의 못뽑기하중에 관한 설명이다.

목재 끝면(마구리)에 박힌 못은 섬유와 평행하게 박혀 빠지기 쉬우므로 못뽑기하중에 저항할 수 없는 것으로 보며, 측면 값의 1/2을 인정하지 않는다.

• 접합부위 결점이 있으면 결점 주변 섬유주행경사의 영향을 고려한다 — 옳다.
• 할렬 우려 시 못지름의 80%를 넘지 않는 구멍을 미리 뚫고 박는다 — 옳다.
• 경사못박기는 약 30도 경사로, 부재 끝면에서 못길이의 약 1/3 지점부터 박는다 — 옳다.

옳지 않은 것은 M22 고력볼트의 대형구멍 직경이다.

M22 고력볼트의 표준구멍은 24 mm, 대형구멍은 28 mm이므로 26 mm는 틀렸다.

• 구멍중심간 거리는 공칭직경의 2.5배 이상 — 옳다.
• 구멍중심에서 연단까지 최대거리는 판두께의 12배 이하, 150 mm 이하 — 옳다.
• 설계볼트장력은 볼트 인장강도의 0.7배에 공칭단면적의 0.75배를 곱한 값 — 옳다.

처짐을 계산하지 않는 최소 두께는 186.0 mm이다.

리브가 있는 1방향 슬래브, 양단연속의 기본 최소 두께:
$h=\dfrac{l}{21}=\dfrac{4200}{21}=200\,\mathrm{mm}$

철근 항복강도가 400 MPa가 아니므로 항복강도 보정을 한다.
$0.43+\dfrac{f_y}{700}=0.43+\dfrac{350}{700}=0.93$
$h=200\times 0.93=186.0\,\mathrm{mm}$
단위질량 2,300 kg/㎥는 보통중량콘크리트이므로 경량콘크리트 보정은 적용하지 않는다.

• 139.5: 리브가 없는 1방향 슬래브의 양단연속 계수(l/28)를 쓴 뒤 항복강도 보정을 한 값이다.
• 150.0: 리브가 없는 슬래브 계수(l/28)를 쓰고 항복강도 보정도 빠뜨린 값이다.
• 200.0: 항복강도 350 MPa에 대한 보정을 빠뜨린 값이다.