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

17년 2회차

총 20문항 · 객관식 · A4 약 1장

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9급 지방직 토목설계 기출문제모두CBT · moducbt.com

17년 2회차

총 20문항 · 객관식 · 정답·해설 포함

문제 1

프리스트레스트 콘크리트보에서 긴장재 정착 공법에 해당하지 않는 것은?

1Freyssinet 공법

2VSL 공법

3Dywidag 공법

4ILM 공법

정답 및 해설

긴장재 정착 공법에 해당하지 않는 것은 ILM 공법이다.

ILM(Incremental Launching Method)은 교대 뒤 제작장에서 거더를 분절 제작한 뒤 밀어내어 가설하는 압출 가설 공법으로, 긴장재를 정착하는 방식이 아니다.

Freyssinet 공법: 쐐기를 이용해 긴장재를 마찰로 고정하는 쐐기식 정착 공법이다.
VSL 공법: 강연선을 쐐기로 앵커헤드에 고정하는 쐐기식 정착 공법이다.
Dywidag 공법: 강봉 끝 나사에 너트를 체결해 고정하는 나사식 정착 공법이다.

문제 2

그림과 같은 철근콘크리트 구조의 겹침이음부의 평면에서, 서로 엇갈리게 겹침이음한 경우의 철근 순간격은? (단, 2012년도 콘크리트구조기준을 적용한다)

1(a)

2(b)

3(c)

4(d)

문제 3

동일한 재료와 단면적을 사용하여 비틀림에 저항하는 부재를 설계할 때, 가장 효과적인 단면으로 옳은 것은?

1(a)

2(b)

3(c)

4(d)

정답 및 해설

같은 재료·같은 단면적이라면 비틀림에는 속이 빈 폐합 상자형 단면이 가장 효과적이다.

폐단면은 전단류가 단면 둘레를 따라 닫힌 고리로 흐르므로, 벽 중심선이 둘러싼 면적이 커질수록 비틀림 강성과 강도가 크게 늘어난다. 반면 개단면은 얇은 판들의 저항을 단순히 더한 정도에 그쳐 비틀림 강성이 매우 작다.

웨브가 길고 플랜지가 작은 I형 단면은 얇은 판으로 이루어진 개단면이라 비틀림 저항이 작다.
H형 단면도 개단면이므로 같은 면적의 폐합 단면보다 비틀림에 훨씬 불리하다.
ㄷ형(채널) 단면은 개단면인 데다 전단중심이 단면 밖에 있어 비틀림이 더 쉽게 생긴다.

문제 4

옹벽의 설계일반에 대한 설명으로 옳지 않은 것은? (단, 2012년도 콘크리트구조기준을 적용한다)

1활동에 대한 저항력은 옹벽에 작용하는 수평력의 1.5배 이상이어야 한다.

2전도에 대한 저항휨모멘트는 횡토압에 의한 전도모멘트의 2.0배 이상이어야 한다.

3부벽식 옹벽을 설계할 경우에 뒷부벽과 앞부벽은 T형보로 설계해야 한다.

4캔틸레버식 옹벽의 전면벽은 저판에 지지된 캔틸레버로 설계할 수 있다.

정답 및 해설

옳지 않은 설명은 부벽식 옹벽의 뒷부벽과 앞부벽을 모두 T형보로 설계한다는 것이다.

부벽식 옹벽에서 뒷부벽은 T형보로, 앞부벽은 직사각형보로 설계한다.

활동에 대한 저항력을 수평력의 1.5배 이상으로 하는 것은 활동 안정 조건으로 옳다.
전도에 대한 저항휨모멘트를 전도모멘트의 2.0배 이상으로 하는 것은 전도 안정 조건으로 옳다.
캔틸레버식 옹벽의 전면벽을 저판에 지지된 캔틸레버로 설계하는 것은 옳다.

문제 5

인장철근과 압축철근이 모두 항복하는 복철근 직사각형 보의 등가응력블럭의 깊이 a[mm]는? (단, 콘크리트의 설계기준압축강도 f_ck＝20MPa, 철근의 설계기준항복강도 f_y＝400MPa, d＝500mm, b＝300mm, d'＝50mm, A'_s＝2×550mm², A_s＝4×700mm²이고, 2012년도 콘크리트구조기준을 적용한다)

1350/3

2400/3

3450/3

4500/3

정답 및 해설

압축철근이 항복하면 그 힘만큼 인장철근의 힘이 상쇄되므로, 등가응력블록 깊이는 400/3 mm이다.

공식: $a=\dfrac{(A_s-A_s')f_y}{0.85f_{ck}b}$
철근량: $A_s=4\times700=2800\ \mathrm{mm^2}$ , $A_s'=2\times550=1100\ \mathrm{mm^2}$
대입: $a=\dfrac{(2800-1100)\times400}{0.85\times20\times300}=\dfrac{680000}{5100}$
결과: $a=\dfrac{400}{3}\approx133.3\ \mathrm{mm}$

350/3은 인장·압축철근 힘의 평형으로 구한 블록 깊이보다 작아, 압축 측 합력이 인장력에 못 미친다.
450/3과 500/3은 블록 깊이를 과대 산정한 값으로, 압축철근이 분담하는 힘을 충분히 빼지 않은 결과에 해당한다.

문제 6

강구조물의 하중저항계수설계법에서 사용성한계상태에 대한 검토 항목으로 옳은 것은?

1재료의 강도한계를 초과하여 부재의 내하력을 상실하게 하는 파손, 파괴

2구조물의 일부 또는 전체적인 평형상실로써 전도, 인발, 슬라이딩

3최초 국부적인 파손이 전체구조의 붕괴로 확대되는 점진적인 붕괴와 구조건전도의 결핍

4구조물의 기능, 외관, 유지관리, 내구성 및 사용자의 편리함

정답 및 해설

사용성한계상태의 검토 항목은 구조물의 기능·외관·유지관리·내구성 및 사용자의 편리함이다.

사용성한계상태는 정상적인 사용 조건에서 처짐·진동·균열 등으로 구조물이 제 기능을 못 하게 되는 상태로, 붕괴가 아닌 사용상의 불편을 다룬다.

재료의 강도한계 초과로 내하력을 잃는 파손·파괴는 극한(강도)한계상태의 검토 항목이다.
전도·인발·슬라이딩 같은 평형 상실은 안전성을 다루는 극한한계상태 측 항목이다.
국부 파손이 전체 붕괴로 번지는 점진적 붕괴와 구조 건전도 결핍도 안전성에 관한 극한 측 항목이다.

문제 7

프리스트레싱 강재의 릴랙세이션에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

1긴장한 강재를 일정한 길이로 유지했을 때 시간의 경과와 함께 인장응력이 감소하는 현상을 릴랙세이션이라 한다.

2일정 변형률 하에서 발생하는 강재의 인장응력 감소량을 초기 인장응력에 대한 백분율로 나타낸 것을 순 릴랙세이션이라 한다.

3겉보기 릴랙세이션은 프리스트레스트 콘크리트 부재의 건조수축, 크리프 등의 변형으로 인한 효과를 동시에 고려하기 때문에 순 릴랙세이션 값보다 크다.

4릴랙세이션 손실은 프리스트레싱 강재의 온도의 영향을 받는다.

정답 및 해설

옳지 않은 설명은 겉보기 릴랙세이션이 순 릴랙세이션보다 크다는 것이다.

실제 부재에서는 콘크리트의 건조수축·크리프로 강재 길이가 줄어 강재 변형률이 일정하게 유지되지 않으므로, 이를 함께 고려한 겉보기 릴랙세이션은 순 릴랙세이션보다 작다.

일정 길이로 유지한 긴장재의 인장응력이 시간에 따라 줄어드는 현상을 릴랙세이션이라 하는 것은 옳다.
일정 변형률에서의 인장응력 감소량을 초기 인장응력에 대한 백분율로 나타낸 것을 순 릴랙세이션이라 하는 것은 옳다.
강재 온도가 높을수록 릴랙세이션이 커지므로 온도의 영향을 받는다는 것은 옳다.

문제 8

다음 1방향 슬래브에 관한 설명으로 옳지 않은 것은? (단, 2012년도 콘크리트구조기준을 적용한다)

11방향 슬래브는 마주 보는 두 변에만 지지되는 슬래브를 말한다.

24변 지지되는 2방향 슬래브 중에서 단변에 대한 장변의 길이의 비가 1.5를 넘으면 1방향 슬래브로 해석한다.

31방향 슬래브의 두께는 최소 100mm 이상으로 하여야 한다.

4정모멘트 철근 및 부모멘트 철근에 직각 방향으로 수축ㆍ온도철근을 배치하여야 한다.

정답 및 해설

옳지 않은 설명은 단변에 대한 장변의 비가 1.5를 넘으면 1방향 슬래브로 해석한다는 것이다.

4변 지지 슬래브는 장변/단변 비가 2를 넘을 때 하중 대부분이 단변 방향으로 전달되므로 1방향 슬래브로 해석한다.

마주 보는 두 변에만 지지되는 슬래브를 1방향 슬래브라 하는 것은 옳다.
1방향 슬래브의 두께를 최소 100 mm 이상으로 하는 것은 옳다.
정·부모멘트 철근에 직각 방향으로 수축·온도철근을 배치하는 것은 옳다.

문제 9

철근 한 가닥의 단면적이 1,700/5mm²인 인장철근이 5가닥 배치된 단철근 직사각형보에서 단면의 공칭휨강도 M_n을 계산할 때 적용하는 팔길이 z[mm]는? (단, f_ck＝20MPa, f_y＝400MPa이며 2012년도 콘크리트구조기준을 적용한다)

1420

2440

3460

4480

정답 및 해설

팔길이는 인장철근 도심까지의 유효깊이에서 등가응력블록 깊이의 절반을 뺀 값으로, 420 mm이다.

인장철근 도심(하단 3가닥 600 mm, 상단 2가닥 400 mm): $d=\dfrac{3\times600+2\times400}{5}=520\ \mathrm{mm}$
철근량: $A_s=5\times\dfrac{1700}{5}=1700\ \mathrm{mm^2}$
블록 깊이: $a=\dfrac{1700\times400}{0.85\times20\times200}=200\ \mathrm{mm}$
팔길이: $z=d-\dfrac{a}{2}=520-100=420\ \mathrm{mm}$

440은 유효깊이 520 mm와 블록 깊이 200 mm의 조합에서 나오지 않는 값이다.
460과 480은 팔길이를 과대 산정한 값으로, 두 단으로 배치된 철근의 철근군 도심을 유효깊이로 써야 한다.

문제 10

지간중앙에서 편심 e＝0.3m인 포물선 형태로 긴장재를 배치한 지간 L＝20m의 프리스트레스트 콘크리트보가 있다. 활하중 w_L＝17.5kN/m가 작용할 때, 자중을 포함한 전체 등분포 하중과 하중평형개념에 의한 등분포 상향력의 크기가 같아지도록 하는 프리스트레스 힘[kN]은? (단, 콘크리트 단위중량은 25kN/m³이고, 프리스트레스 손실은 없다)

12,000

23,000

34,000

45,000

정답 및 해설

하중평형개념에서 포물선 긴장재의 등분포 상향력 $u=\dfrac{8Pe}{L^2}$ 를 전체 하중과 같게 두면, 프리스트레스 힘은 5,000 kN이다.

자중: $w_d=25\times0.5\times1.0=12.5\ \mathrm{kN/m}$
전체 하중: $w=12.5+17.5=30\ \mathrm{kN/m}$
평형 조건: $P=\dfrac{wL^2}{8e}=\dfrac{30\times20^2}{8\times0.3}=5000\ \mathrm{kN}$

2,000은 위 조건과 맞지 않는 값으로, 하중이나 편심을 잘못 대입한 결과이다.
3,000은 자중을 빼고 활하중 17.5 kN/m 정도만 고려했을 때 근접하는 값으로, 자중을 포함하라는 조건에 어긋난다.
4,000은 전체 하중을 과소 산정한 값으로, 자중 12.5 kN/m와 활하중의 합 30 kN/m를 쓰면 나오지 않는다.

문제 11

단변 S＝1m, 장변 L＝2m인 단순 4변 지지의 직사각형 2방향 슬래브가 등분포 하중 w를 받을 때, 슬래브 중앙점 e에서 서로 직교하는 슬래브대 ab와 슬래브대 cd가 각각 분담하여 지지하는 등분포 하중의 비 w_ab:w_cd에 가장 가까운 값은? (단, 2012년도 콘크리트구조기준을 적용한다)

14:1

29:1

316:1

425:1

정답 및 해설

교차하는 두 슬래브대의 중앙 처짐이 같다는 조건에서 하중 분담비는 지간의 4제곱에 반비례하므로, 16:1이다.

그림에서 슬래브대 ab는 단변 방향(지간 S), 슬래브대 cd는 장변 방향(지간 L)이다.
처짐 일치: $\dfrac{5w_{ab}S^4}{384EI}=\dfrac{5w_{cd}L^4}{384EI}$
분담비: $\dfrac{w_{ab}}{w_{cd}}=\left(\dfrac{L}{S}\right)^4=\left(\dfrac{2}{1}\right)^4=16$

4:1은 지간비의 제곱으로 계산한 값으로, 처짐이 지간의 4제곱에 비례한다는 점을 반영하지 않았다.
9:1은 지간비 2에서 나올 수 없는 값이다.
25:1은 지간비를 더 크게 잡았을 때의 값으로 이 슬래브와 맞지 않는다.

문제 12

철근의 설계기준항복강도가 400MPa 이하일 때, 인장지배 단면의 순인장변형률은 얼마 이상이어야 하는가? (단, 2012년도 콘크리트구조기준을 적용한다)

10.002

20.003

30.004

40.005

정답 및 해설

인장지배단면의 순인장변형률은 0.005 이상이어야 한다.

2012년 콘크리트구조기준에서 $f_y \le 400\,\mathrm{MPa}$ 인 철근을 쓰면, 압축연단 콘크리트 변형률이 0.003에 도달할 때 최외단 인장철근의 순인장변형률이 0.005 이상인 단면을 인장지배단면으로 본다.

0.002는 $f_y=400\,\mathrm{MPa}$ 철근의 항복변형률로, 압축지배변형률한계에 해당한다.
0.003은 압축연단 콘크리트의 극한변형률이다.
0.004는 휨부재의 최소 허용변형률이다.

문제 13

구조해석결과에서 표와 같은 단면력을 얻었을 때, 계수전단력[kN]과 계수휨모멘트[kNㆍm] 값은? (순서대로 V_u, M_u)

고정하중에 의한 단면력 : V_D = 200 kN, M_D = 180 kN·m
활하중에 의한 단면력 : V_L = 150 kN, M_L = 120 kN·m

1280, 252

2380, 252

3480, 408

4580, 408

정답 및 해설

고정하중과 활하중이 작용하므로 하중조합 1.2D + 1.6L이 지배하며, 계수전단력은 480 kN, 계수휨모멘트는 408 kN·m이다.

전단력: $V_u=1.2\times200+1.6\times150=240+240=480\ \mathrm{kN}$
휨모멘트: $M_u=1.2\times180+1.6\times120=216+192=408\ \mathrm{kN\cdot m}$
비교: $1.4D$ 는 $V_u=280$ , $M_u=252$ 로 더 작다.

280, 252는 고정하중만의 조합 1.4D로 구한 값으로, 활하중이 있는 경우 더 큰 조합을 택해야 한다.
380, 252는 휨모멘트가 1.4D의 값이고 전단력도 어느 조합의 결과와도 맞지 않는다.
580, 408은 휨모멘트는 맞지만 전단력을 과대 산정한 값으로, 1.2D + 1.6L의 전단력은 480 kN이다.

문제 14

철근과 콘크리트의 부착강도에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

1콘크리트 피복두께는 부착강도에 영향을 미치지 않는다.

2이형철근의 부착강도는 원형철근보다 크다.

3블리딩이 발생하면 수평철근의 부착강도는 연직철근보다 감소한다.

4일반적으로 콘크리트의 압축강도나 인장강도가 증가할수록 부착강도는 증가한다.

정답 및 해설

옳지 않은 설명은 콘크리트 피복두께가 부착강도에 영향을 미치지 않는다는 것이다.

피복두께가 얇으면 철근 주위 콘크리트가 쪼개짐 파괴를 일으켜 부착이 먼저 무너지므로, 피복두께가 클수록 부착강도가 커진다.

이형철근은 마디의 기계적 맞물림이 더해져 원형철근보다 부착강도가 크다.
블리딩 수가 수평철근 아래에 고여 공극이 생기므로 수평철근의 부착강도가 연직철근보다 작다.
콘크리트의 압축강도·인장강도가 클수록 부착강도도 커진다.

문제 15

철근콘크리트 구조의 강도설계법에 대한 설명으로 옳지 않은 것은? (단, 2012년도 콘크리트구조기준을 적용한다)

1압축 측 연단에서 콘크리트의 극한변형률은 0.003으로 가정한다.

2철근과 콘크리트의 변형률은 중립축으로부터의 거리에 비례한다.

3단면의 공칭강도 R_n은 있을지 모를 강도의 결함을 고려하여, 강도감소계수 ø에 의하여 감소시켜야 한다.

4콘크리트의 인장강도는 휨강도 계산에서 고려하여야 한다.

정답 및 해설

옳지 않은 설명은 콘크리트의 인장강도를 휨강도 계산에서 고려한다는 것이다.

강도설계법은 휨강도 계산에서 콘크리트의 인장강도를 무시하고, 인장력은 철근이 모두 부담한다고 가정한다.

압축연단 콘크리트의 극한변형률을 0.003으로 가정하는 것은 옳다.
철근과 콘크리트의 변형률이 중립축으로부터의 거리에 비례한다는 것은 평면유지 가정으로 옳다.
공칭강도에 강도감소계수 $\phi$ 를 곱해 강도의 결함 가능성을 반영하는 것은 옳다.

문제 16

도로교설계기준(한계상태설계법, 2015년)의 설계원칙에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

1교량구조계는 극한한계상태에서의 파괴 이전에 육안으로 관찰될 정도의 비탄성 변형이 발생할 수 있도록 형상화 및 상세화되어야 한다.

2특별한 이유가 없는 한, 다재하경로구조와 연속구조로 하는 것이 바람직하다.

3사용한계상태는 정상적인 사용조건 하에서 응력, 변형 및 균열폭을 제한하는 것이다.

4구조물의 중요도는 피로한계상태에만 적용한다.

정답 및 해설

옳지 않은 설명은 구조물의 중요도를 피로한계상태에만 적용한다는 것이다.

하중수정계수 중 중요도 계수는 극한한계상태와 극단상황한계상태에 적용하며, 사용한계상태와 피로한계상태에서는 1.0으로 둔다.

파괴 이전에 육안으로 관찰될 비탄성 변형이 생기도록 형상화·상세화하는 것은 연성 확보 원칙으로 옳다.
다재하경로구조와 연속구조로 하는 것은 여용성 확보 원칙으로 옳다.
사용한계상태가 정상 사용조건에서 응력·변형·균열폭을 제한한다는 것은 옳다.

문제 17

보통중량골재를 사용한 설계기준압축강도 f_ck＝27MPa인 콘크리트의 할선탄성계수[MPa] 계산식으로 옳은 것은? (단, 콘크리트 단위질량 m_c＝2,300kg/m³이며, 2012년도 콘크리트구조기준을 적용한다)

, 여기서 f_cu=f_ck+4

, 여기서 f_cu=f_ck+6

정답 및 해설

보통중량골재 콘크리트의 할선탄성계수는 8,500에 평균압축강도의 세제곱근을 곱한 식이며, 설계기준압축강도가 27 MPa이므로 $f_{cu}=f_{ck}+4$ 이다.

일반식: $E_c=0.077m_c^{1.5}\sqrt[3]{f_{cu}}$
보통중량골재( $m_c=2300\ \mathrm{kg/m^3}$ ): $0.077\times2300^{1.5}\approx8500$ 이므로 $E_c=8500\sqrt[3]{f_{cu}}$
평균강도 보정: 설계기준압축강도 40 MPa 이하이면 4 MPa를 더한다.

계수 10,000을 쓴 식은 크리프 계산 등에 쓰는 초기접선탄성계수로, 할선탄성계수가 아니다.
8,500 계수에 6 MPa를 더한 식은 설계기준압축강도가 60 MPa 이상일 때의 보정으로, 27 MPa에는 맞지 않는다.
10,000 계수에 6 MPa를 더한 식은 계수와 보정값이 모두 이 조건과 맞지 않는다.

문제 18

철근콘크리트 보의 설계에 대한 설명으로 옳지 않은 것은? (단, 2012년도 콘크리트구조기준을 적용한다)

1보는 부재의 축에 수직한 힘을 주로 받는 구조물로, 일반적인 보는 휨에 지배되므로 휨설계는 전단설계보다 선행한다.

2인장철근이 설계기준항복강도 f_y에 대응하는 변형률에 도달하고 동시에 콘크리트의 압축연단 변형률이 극한변형률 0.003에 도달할 때, 그 단면은 균형변형률 상태에 있다고 한다.

3콘크리트의 압축연단 변형률이 극한변형률 0.003에 도달할 때, 최외단 인장철근의 순인장변형률이 압축지배변형률한계 이상인 단면을 압축지배 단면이라고 한다.

4압축지배변형률 한계는 균형변형률 상태에서의 인장철근의 순인장변형률과 같다.

정답 및 해설

옳지 않은 설명은 순인장변형률이 압축지배변형률한계 이상인 단면을 압축지배단면이라 한 것이다.

압축지배단면은 순인장변형률이 압축지배변형률한계 이하인 단면이며, 한계보다 크면 변화구간단면이나 인장지배단면이 된다.

일반적인 보는 휨이 지배하므로 휨설계를 전단설계보다 먼저 하는 것은 옳다.
인장철근 항복과 압축연단 극한변형률 0.003 도달이 동시에 일어나는 상태를 균형변형률 상태라 하는 것은 옳다.
압축지배변형률한계가 균형변형률 상태의 인장철근 순인장변형률과 같다는 것은 옳다.

문제 19

중심축하중을 받는 길이 L＝10m, 단면 크기 300mm×400mm인 양단고정 기둥의 오일러 좌굴하중[kN]은? (단, π＝3으로 계산하며 기둥의 탄성계수 E＝20,000MPa이다)

15,880

26,080

36,280

46,480

정답 및 해설

양단고정 기둥의 오일러 좌굴하중은 6,480 kN이다.

양단고정이므로 유효길이계수 $K=0.5$ , $KL=0.5\times 10\,\mathrm{m}=5{,}000\,\mathrm{mm}$ 이다.
좌굴은 약축으로 일어나므로 $I=\dfrac{400\times 300^3}{12}=9\times 10^8\,\mathrm{mm^4}$ 이다.

$P_{cr}=\dfrac{\pi^2EI}{(KL)^2}=\dfrac{9\times 20{,}000\times 9\times 10^8}{5{,}000^2}$
$=6.48\times 10^6\,\mathrm{N}=6{,}480\,\mathrm{kN}$

문제 20

철근콘크리트 부재의 전단마찰 설계방법에 대한 설명으로 옳지 않은 것은? (단, 2012년도 콘크리트구조기준을 적용한다)

1전단면에 순인장력이 작용할 때는 이에 저항하기 위해서 철근을 추가로 두어야 한다.

2전단마찰철근의 설계기준항복강도는 500MPa 이하로 하여야 한다.

3일체로 친 콘크리트의 마찰계수는 1.0λ이다. (λ는 경량 콘크리트 계수이다)

4전단마찰철근을 전단면에 걸쳐 적절하게 배치하여야 한다.

정답 및 해설

옳지 않은 설명은 일체로 친 콘크리트의 마찰계수가 1.0λ라는 것이다.

일체로 친 콘크리트의 마찰계수는 $1.4\lambda$ 이며, $1.0\lambda$ 는 경화된 콘크리트 표면을 의도적으로 거칠게 한 뒤 새 콘크리트를 친 경우의 값이다.

전단면에 순인장력이 작용하면 이에 저항할 철근을 추가로 두어야 한다는 것은 옳다.
전단마찰철근의 설계기준항복강도를 500 MPa 이하로 제한하는 것은 옳다.
전단마찰철근을 전단면에 걸쳐 적절히 배치해야 한다는 것은 옳다.

9급 지방직 토목설계 기출문제모두CBT · moducbt.com

17년 2회차

총 20문항 · 객관식 · 정답·해설 포함

문제 1

프리스트레스트 콘크리트보에서 긴장재 정착 공법에 해당하지 않는 것은?

1Freyssinet 공법

2VSL 공법

3Dywidag 공법

4ILM 공법

정답 및 해설

긴장재 정착 공법에 해당하지 않는 것은 ILM 공법이다.

ILM(Incremental Launching Method)은 교대 뒤 제작장에서 거더를 분절 제작한 뒤 밀어내어 가설하는 압출 가설 공법으로, 긴장재를 정착하는 방식이 아니다.

Freyssinet 공법: 쐐기를 이용해 긴장재를 마찰로 고정하는 쐐기식 정착 공법이다.
VSL 공법: 강연선을 쐐기로 앵커헤드에 고정하는 쐐기식 정착 공법이다.
Dywidag 공법: 강봉 끝 나사에 너트를 체결해 고정하는 나사식 정착 공법이다.

문제 2

1(a)

2(b)

3(c)

4(d)

문제 3

동일한 재료와 단면적을 사용하여 비틀림에 저항하는 부재를 설계할 때, 가장 효과적인 단면으로 옳은 것은?

1(a)

2(b)

3(c)

4(d)

정답 및 해설

같은 재료·같은 단면적이라면 비틀림에는 속이 빈 폐합 상자형 단면이 가장 효과적이다.

웨브가 길고 플랜지가 작은 I형 단면은 얇은 판으로 이루어진 개단면이라 비틀림 저항이 작다.
H형 단면도 개단면이므로 같은 면적의 폐합 단면보다 비틀림에 훨씬 불리하다.
ㄷ형(채널) 단면은 개단면인 데다 전단중심이 단면 밖에 있어 비틀림이 더 쉽게 생긴다.

문제 4

옹벽의 설계일반에 대한 설명으로 옳지 않은 것은? (단, 2012년도 콘크리트구조기준을 적용한다)

1활동에 대한 저항력은 옹벽에 작용하는 수평력의 1.5배 이상이어야 한다.

2전도에 대한 저항휨모멘트는 횡토압에 의한 전도모멘트의 2.0배 이상이어야 한다.

3부벽식 옹벽을 설계할 경우에 뒷부벽과 앞부벽은 T형보로 설계해야 한다.

4캔틸레버식 옹벽의 전면벽은 저판에 지지된 캔틸레버로 설계할 수 있다.

정답 및 해설

옳지 않은 설명은 부벽식 옹벽의 뒷부벽과 앞부벽을 모두 T형보로 설계한다는 것이다.

부벽식 옹벽에서 뒷부벽은 T형보로, 앞부벽은 직사각형보로 설계한다.

활동에 대한 저항력을 수평력의 1.5배 이상으로 하는 것은 활동 안정 조건으로 옳다.
전도에 대한 저항휨모멘트를 전도모멘트의 2.0배 이상으로 하는 것은 전도 안정 조건으로 옳다.
캔틸레버식 옹벽의 전면벽을 저판에 지지된 캔틸레버로 설계하는 것은 옳다.

문제 5

1350/3

2400/3

3450/3

4500/3

정답 및 해설

압축철근이 항복하면 그 힘만큼 인장철근의 힘이 상쇄되므로, 등가응력블록 깊이는 400/3 mm이다.

350/3은 인장·압축철근 힘의 평형으로 구한 블록 깊이보다 작아, 압축 측 합력이 인장력에 못 미친다.
450/3과 500/3은 블록 깊이를 과대 산정한 값으로, 압축철근이 분담하는 힘을 충분히 빼지 않은 결과에 해당한다.

문제 6

강구조물의 하중저항계수설계법에서 사용성한계상태에 대한 검토 항목으로 옳은 것은?

1재료의 강도한계를 초과하여 부재의 내하력을 상실하게 하는 파손, 파괴

2구조물의 일부 또는 전체적인 평형상실로써 전도, 인발, 슬라이딩

3최초 국부적인 파손이 전체구조의 붕괴로 확대되는 점진적인 붕괴와 구조건전도의 결핍

4구조물의 기능, 외관, 유지관리, 내구성 및 사용자의 편리함

정답 및 해설

사용성한계상태의 검토 항목은 구조물의 기능·외관·유지관리·내구성 및 사용자의 편리함이다.

재료의 강도한계 초과로 내하력을 잃는 파손·파괴는 극한(강도)한계상태의 검토 항목이다.
전도·인발·슬라이딩 같은 평형 상실은 안전성을 다루는 극한한계상태 측 항목이다.
국부 파손이 전체 붕괴로 번지는 점진적 붕괴와 구조 건전도 결핍도 안전성에 관한 극한 측 항목이다.

문제 7

프리스트레싱 강재의 릴랙세이션에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

1긴장한 강재를 일정한 길이로 유지했을 때 시간의 경과와 함께 인장응력이 감소하는 현상을 릴랙세이션이라 한다.

2일정 변형률 하에서 발생하는 강재의 인장응력 감소량을 초기 인장응력에 대한 백분율로 나타낸 것을 순 릴랙세이션이라 한다.

4릴랙세이션 손실은 프리스트레싱 강재의 온도의 영향을 받는다.

정답 및 해설

옳지 않은 설명은 겉보기 릴랙세이션이 순 릴랙세이션보다 크다는 것이다.

일정 길이로 유지한 긴장재의 인장응력이 시간에 따라 줄어드는 현상을 릴랙세이션이라 하는 것은 옳다.
일정 변형률에서의 인장응력 감소량을 초기 인장응력에 대한 백분율로 나타낸 것을 순 릴랙세이션이라 하는 것은 옳다.
강재 온도가 높을수록 릴랙세이션이 커지므로 온도의 영향을 받는다는 것은 옳다.

문제 8

다음 1방향 슬래브에 관한 설명으로 옳지 않은 것은? (단, 2012년도 콘크리트구조기준을 적용한다)

11방향 슬래브는 마주 보는 두 변에만 지지되는 슬래브를 말한다.

24변 지지되는 2방향 슬래브 중에서 단변에 대한 장변의 길이의 비가 1.5를 넘으면 1방향 슬래브로 해석한다.

31방향 슬래브의 두께는 최소 100mm 이상으로 하여야 한다.

4정모멘트 철근 및 부모멘트 철근에 직각 방향으로 수축ㆍ온도철근을 배치하여야 한다.

정답 및 해설

옳지 않은 설명은 단변에 대한 장변의 비가 1.5를 넘으면 1방향 슬래브로 해석한다는 것이다.

4변 지지 슬래브는 장변/단변 비가 2를 넘을 때 하중 대부분이 단변 방향으로 전달되므로 1방향 슬래브로 해석한다.

마주 보는 두 변에만 지지되는 슬래브를 1방향 슬래브라 하는 것은 옳다.
1방향 슬래브의 두께를 최소 100 mm 이상으로 하는 것은 옳다.
정·부모멘트 철근에 직각 방향으로 수축·온도철근을 배치하는 것은 옳다.

문제 9

1420

2440

3460

4480

정답 및 해설

팔길이는 인장철근 도심까지의 유효깊이에서 등가응력블록 깊이의 절반을 뺀 값으로, 420 mm이다.

440은 유효깊이 520 mm와 블록 깊이 200 mm의 조합에서 나오지 않는 값이다.
460과 480은 팔길이를 과대 산정한 값으로, 두 단으로 배치된 철근의 철근군 도심을 유효깊이로 써야 한다.

문제 10

12,000

23,000

34,000

45,000

정답 및 해설

하중평형개념에서 포물선 긴장재의 등분포 상향력 $u=\dfrac{8Pe}{L^2}$ 를 전체 하중과 같게 두면, 프리스트레스 힘은 5,000 kN이다.

자중: $w_d=25\times0.5\times1.0=12.5\ \mathrm{kN/m}$
전체 하중: $w=12.5+17.5=30\ \mathrm{kN/m}$
평형 조건: $P=\dfrac{wL^2}{8e}=\dfrac{30\times20^2}{8\times0.3}=5000\ \mathrm{kN}$

2,000은 위 조건과 맞지 않는 값으로, 하중이나 편심을 잘못 대입한 결과이다.
3,000은 자중을 빼고 활하중 17.5 kN/m 정도만 고려했을 때 근접하는 값으로, 자중을 포함하라는 조건에 어긋난다.
4,000은 전체 하중을 과소 산정한 값으로, 자중 12.5 kN/m와 활하중의 합 30 kN/m를 쓰면 나오지 않는다.

문제 11

14:1

29:1

316:1

425:1

정답 및 해설

교차하는 두 슬래브대의 중앙 처짐이 같다는 조건에서 하중 분담비는 지간의 4제곱에 반비례하므로, 16:1이다.

4:1은 지간비의 제곱으로 계산한 값으로, 처짐이 지간의 4제곱에 비례한다는 점을 반영하지 않았다.
9:1은 지간비 2에서 나올 수 없는 값이다.
25:1은 지간비를 더 크게 잡았을 때의 값으로 이 슬래브와 맞지 않는다.

문제 12

철근의 설계기준항복강도가 400MPa 이하일 때, 인장지배 단면의 순인장변형률은 얼마 이상이어야 하는가? (단, 2012년도 콘크리트구조기준을 적용한다)

10.002

20.003

30.004

40.005

정답 및 해설

인장지배단면의 순인장변형률은 0.005 이상이어야 한다.

0.002는 $f_y=400\,\mathrm{MPa}$ 철근의 항복변형률로, 압축지배변형률한계에 해당한다.
0.003은 압축연단 콘크리트의 극한변형률이다.
0.004는 휨부재의 최소 허용변형률이다.

문제 13

구조해석결과에서 표와 같은 단면력을 얻었을 때, 계수전단력[kN]과 계수휨모멘트[kNㆍm] 값은? (순서대로 V_u, M_u)

고정하중에 의한 단면력 : V_D = 200 kN, M_D = 180 kN·m
활하중에 의한 단면력 : V_L = 150 kN, M_L = 120 kN·m

1280, 252

2380, 252

3480, 408

4580, 408

정답 및 해설

고정하중과 활하중이 작용하므로 하중조합 1.2D + 1.6L이 지배하며, 계수전단력은 480 kN, 계수휨모멘트는 408 kN·m이다.

280, 252는 고정하중만의 조합 1.4D로 구한 값으로, 활하중이 있는 경우 더 큰 조합을 택해야 한다.
380, 252는 휨모멘트가 1.4D의 값이고 전단력도 어느 조합의 결과와도 맞지 않는다.
580, 408은 휨모멘트는 맞지만 전단력을 과대 산정한 값으로, 1.2D + 1.6L의 전단력은 480 kN이다.

문제 14

철근과 콘크리트의 부착강도에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

1콘크리트 피복두께는 부착강도에 영향을 미치지 않는다.

2이형철근의 부착강도는 원형철근보다 크다.

3블리딩이 발생하면 수평철근의 부착강도는 연직철근보다 감소한다.

4일반적으로 콘크리트의 압축강도나 인장강도가 증가할수록 부착강도는 증가한다.

정답 및 해설

옳지 않은 설명은 콘크리트 피복두께가 부착강도에 영향을 미치지 않는다는 것이다.

피복두께가 얇으면 철근 주위 콘크리트가 쪼개짐 파괴를 일으켜 부착이 먼저 무너지므로, 피복두께가 클수록 부착강도가 커진다.

이형철근은 마디의 기계적 맞물림이 더해져 원형철근보다 부착강도가 크다.
블리딩 수가 수평철근 아래에 고여 공극이 생기므로 수평철근의 부착강도가 연직철근보다 작다.
콘크리트의 압축강도·인장강도가 클수록 부착강도도 커진다.

문제 15

철근콘크리트 구조의 강도설계법에 대한 설명으로 옳지 않은 것은? (단, 2012년도 콘크리트구조기준을 적용한다)

1압축 측 연단에서 콘크리트의 극한변형률은 0.003으로 가정한다.

2철근과 콘크리트의 변형률은 중립축으로부터의 거리에 비례한다.

3단면의 공칭강도 R_n은 있을지 모를 강도의 결함을 고려하여, 강도감소계수 ø에 의하여 감소시켜야 한다.

4콘크리트의 인장강도는 휨강도 계산에서 고려하여야 한다.

정답 및 해설

옳지 않은 설명은 콘크리트의 인장강도를 휨강도 계산에서 고려한다는 것이다.

강도설계법은 휨강도 계산에서 콘크리트의 인장강도를 무시하고, 인장력은 철근이 모두 부담한다고 가정한다.

압축연단 콘크리트의 극한변형률을 0.003으로 가정하는 것은 옳다.
철근과 콘크리트의 변형률이 중립축으로부터의 거리에 비례한다는 것은 평면유지 가정으로 옳다.
공칭강도에 강도감소계수 $\phi$ 를 곱해 강도의 결함 가능성을 반영하는 것은 옳다.

문제 16

도로교설계기준(한계상태설계법, 2015년)의 설계원칙에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

1교량구조계는 극한한계상태에서의 파괴 이전에 육안으로 관찰될 정도의 비탄성 변형이 발생할 수 있도록 형상화 및 상세화되어야 한다.

2특별한 이유가 없는 한, 다재하경로구조와 연속구조로 하는 것이 바람직하다.

3사용한계상태는 정상적인 사용조건 하에서 응력, 변형 및 균열폭을 제한하는 것이다.

4구조물의 중요도는 피로한계상태에만 적용한다.

정답 및 해설

옳지 않은 설명은 구조물의 중요도를 피로한계상태에만 적용한다는 것이다.

하중수정계수 중 중요도 계수는 극한한계상태와 극단상황한계상태에 적용하며, 사용한계상태와 피로한계상태에서는 1.0으로 둔다.

파괴 이전에 육안으로 관찰될 비탄성 변형이 생기도록 형상화·상세화하는 것은 연성 확보 원칙으로 옳다.
다재하경로구조와 연속구조로 하는 것은 여용성 확보 원칙으로 옳다.
사용한계상태가 정상 사용조건에서 응력·변형·균열폭을 제한한다는 것은 옳다.

문제 17

, 여기서 f_cu=f_ck+4

, 여기서 f_cu=f_ck+6

정답 및 해설

보통중량골재 콘크리트의 할선탄성계수는 8,500에 평균압축강도의 세제곱근을 곱한 식이며, 설계기준압축강도가 27 MPa이므로 $f_{cu}=f_{ck}+4$ 이다.

계수 10,000을 쓴 식은 크리프 계산 등에 쓰는 초기접선탄성계수로, 할선탄성계수가 아니다.
8,500 계수에 6 MPa를 더한 식은 설계기준압축강도가 60 MPa 이상일 때의 보정으로, 27 MPa에는 맞지 않는다.
10,000 계수에 6 MPa를 더한 식은 계수와 보정값이 모두 이 조건과 맞지 않는다.

문제 18

철근콘크리트 보의 설계에 대한 설명으로 옳지 않은 것은? (단, 2012년도 콘크리트구조기준을 적용한다)

1보는 부재의 축에 수직한 힘을 주로 받는 구조물로, 일반적인 보는 휨에 지배되므로 휨설계는 전단설계보다 선행한다.

4압축지배변형률 한계는 균형변형률 상태에서의 인장철근의 순인장변형률과 같다.

정답 및 해설

옳지 않은 설명은 순인장변형률이 압축지배변형률한계 이상인 단면을 압축지배단면이라 한 것이다.

압축지배단면은 순인장변형률이 압축지배변형률한계 이하인 단면이며, 한계보다 크면 변화구간단면이나 인장지배단면이 된다.

일반적인 보는 휨이 지배하므로 휨설계를 전단설계보다 먼저 하는 것은 옳다.
인장철근 항복과 압축연단 극한변형률 0.003 도달이 동시에 일어나는 상태를 균형변형률 상태라 하는 것은 옳다.
압축지배변형률한계가 균형변형률 상태의 인장철근 순인장변형률과 같다는 것은 옳다.

문제 19

15,880

26,080

36,280

46,480

정답 및 해설

양단고정 기둥의 오일러 좌굴하중은 6,480 kN이다.

$P_{cr}=\dfrac{\pi^2EI}{(KL)^2}=\dfrac{9\times 20{,}000\times 9\times 10^8}{5{,}000^2}$
$=6.48\times 10^6\,\mathrm{N}=6{,}480\,\mathrm{kN}$

문제 20

철근콘크리트 부재의 전단마찰 설계방법에 대한 설명으로 옳지 않은 것은? (단, 2012년도 콘크리트구조기준을 적용한다)

1전단면에 순인장력이 작용할 때는 이에 저항하기 위해서 철근을 추가로 두어야 한다.

2전단마찰철근의 설계기준항복강도는 500MPa 이하로 하여야 한다.

3일체로 친 콘크리트의 마찰계수는 1.0λ이다. (λ는 경량 콘크리트 계수이다)

4전단마찰철근을 전단면에 걸쳐 적절하게 배치하여야 한다.

정답 및 해설

옳지 않은 설명은 일체로 친 콘크리트의 마찰계수가 1.0λ라는 것이다.

일체로 친 콘크리트의 마찰계수는 $1.4\lambda$ 이며, $1.0\lambda$ 는 경화된 콘크리트 표면을 의도적으로 거칠게 한 뒤 새 콘크리트를 친 경우의 값이다.

전단면에 순인장력이 작용하면 이에 저항할 철근을 추가로 두어야 한다는 것은 옳다.
전단마찰철근의 설계기준항복강도를 500 MPa 이하로 제한하는 것은 옳다.
전단마찰철근을 전단면에 걸쳐 적절히 배치해야 한다는 것은 옳다.