26년 1회차

설계풍속 산정에 쓰이지 않는 계수는 노출계수이다.

설계풍속은 기본풍속에 풍속고도분포계수·지형계수·중요도계수를 곱해 구하며, 노출범주는 풍속고도분포계수를 정할 때 반영될 뿐 별도의 계수로 곱하지 않는다.

• 풍속고도분포계수: 지표면조도(노출범주)와 높이에 따른 풍속 증감을 반영하는 계수로 사용된다.
• 지형계수: 언덕·산 등 지형에 의한 풍속 할증을 반영하는 계수로 사용된다.
• 건축구조물의 중요도계수: 재현기간 차이를 반영하는 계수로 사용된다.

경사지거나 직각으로 만나는 부재를 가공해 끼워 맞추는 접합은 이음이 아니라 맞춤이므로 옳지 않다.

이음은 부재를 길이방향으로 잇는 접합이고, 맞춤은 서로 각을 이루며 만나는 부재의 접합이다.

• 맞춤 부위 보강에 접착제나 파스너를 사용할 수 있다는 설명은 옳다.
• 인장재 길이이음의 덧댐판 면적을 요구 접합면적의 1.5배 이상으로 하는 설명은 옳다.
• 하중 작용선이 접합부 중심(도심)을 지나야 하고 그렇지 않으면 편심을 고려한다는 설명은 옳다.

예기치 않은 초과하중은 강도감소계수가 아니라 하중계수로 고려하는 요인이므로 옳지 않다.

강도감소계수는 저항(강도) 측의 불확실성, 즉 재료·시공·해석 오차에 대비해 공칭강도를 낮추는 계수이다.

• 재료의 설계기준강도와 실제강도의 차이는 강도감소계수 사용 이유에 해당한다.
• 부재 강도의 추정 및 해석에 관련된 불확실성은 강도감소계수 사용 이유에 해당한다.
• 설계도와 완성된 부재의 치수 차이는 강도감소계수 사용 이유에 해당한다.

비구조요소를 지지·부착하지 않은 바닥구조의 활하중 순간처짐 한계는 $l/360$이다.

같은 조건의 평지붕구조는 $l/180$로 더 완화되며, 손상되기 쉬운 비구조요소를 지지하는 경우에는 장기처짐까지 포함해 더 엄격한 한계를 적용한다.

• $l/180$: 비구조요소를 지지하지 않는 평지붕구조의 순간처짐 한계이다.
• $l/240$: 비구조요소가 손상될 우려가 없는 경우의 장기처짐 포함 한계이다.
• $l/480$: 손상되기 쉬운 비구조요소를 지지·부착하는 경우의 장기처짐 포함 한계이다.

캔틸레버 자유단 집중하중의 처짐은 하중에 비례하고 길이의 세제곱에 비례하므로 처짐비는 1 : 2이다.

자유단 처짐 공식: $\delta = \dfrac{PL^3}{3EI}$

A보: $\delta_A = \dfrac{24L^3}{3EI} = \dfrac{8L^3}{EI}$
B보: $\delta_B = \dfrac{6(2L)^3}{3EI} = \dfrac{16L^3}{EI}$
따라서 $\delta_A : \delta_B = 8 : 16 = 1 : 2$

• 1 : 4 — 길이 증가(8배)를 무시하고 하중비만 거꾸로 적용한 값이다.
• 2 : 1 — 비의 앞뒤를 뒤집은 값이다.
• 4 : 1 — 하중비만 반영하고 길이의 세제곱 효과를 빠뜨린 값이다.

얇은 쪽 소재 두께가 5 mm일 때 필릿용접 최소치수 3 mm라는 설명이 옳다.

얇은 쪽 소재 두께가 6 mm 이하이면 최소치수는 3 mm로 규정된다.

• 유효면적은 유효길이에 유효목두께를 곱한 값이며, 2배를 곱하지 않는다.
• 유효길이는 총길이에서 용접치수의 2배를 공제한 값이다.
• 양 다리 크기가 같은 90° 필릿용접의 유효목두께는 용접치수의 0.7배이다.

지진응답계수 산정에 필요하지 않은 것은 유효 건물 중량이다.

지진응답계수는 설계스펙트럼가속도를 반응수정계수와 중요도계수의 비로 나누어 구하고, 유효 건물 중량은 그 뒤 밑면전단력 = 지진응답계수 × 유효 건물 중량 단계에서 곱해진다.

$C_s = \dfrac{S_{DS}}{R/I_E}$, $V = C_s W$

• 반응수정계수는 지진응답계수 식의 분모에 들어간다.
• 건축물의 중요도계수는 지진응답계수 식에 들어간다.
• 단주기 설계스펙트럼가속도는 지진응답계수 식의 분자에 들어간다.

지점 A의 모멘트 반력 절댓값은 5 kN·m이다.

경사하중 4 kN을 분해하면 수직성분 $4\sin 30^\circ = 2\,\mathrm{kN}$, 수평성분은 보 축선을 지나므로 A점에 대한 모멘트가 없다.

수직성분의 모멘트(A에서 4 m): $2 \times 4 = 8\,\mathrm{kN\cdot m}$ (시계)
집중모멘트: $3\,\mathrm{kN\cdot m}$ (반시계)
$\left| M_A \right| = 8 - 3 = 5\,\mathrm{kN\cdot m}$

집중모멘트는 작용 위치와 무관하게 그대로 더해지며, 방향(회전 부호)을 반대로 잡으면 8 + 3 = 11이 되는 함정에 주의한다.

전단철근의 설계전단강도는 강도감소계수 0.75, 2다리 스터럽 단면적, 간격 150 mm를 적용한 식이 옳다.

수직 스터럽의 공칭전단강도: $V_s = \dfrac{A_v f_{yt} d}{s}$
폐쇄형 스터럽은 단면을 두 번 지나므로 $A_v = 2 \times 126.7\,\mathrm{mm^2}$, 전단에 대한 $\phi = 0.75$

$\phi V_s = \dfrac{0.75 \times 2 \times 126.7 \times 400 \times 500}{150}\,\mathrm{N}$

• 계수 0.70을 쓰고 분모에 보 폭 300을 넣은 식 — 전단의 강도감소계수가 아니고, 분모는 폭이 아니라 스터럽 간격이다.
• 계수 0.70에 1다리 단면적과 폭 300을 쓴 식 — 계수·단면적·분모가 모두 틀렸다.
• 계수 0.75와 간격 150은 맞지만 1다리 단면적만 쓴 식 — 스터럽 다리 수 2를 빠뜨렸다.

나선철근의 순간격은 25 mm 이상, 75 mm 이하이어야 하므로 100 mm 이하라는 설명이 옳지 않다.

나선철근은 심부 콘크리트를 구속하는 것이 목적이므로 간격 상한이 촘촘하게 제한된다.

• 2단 이상 배치 시 상하 철근을 동일 연직면에 두는 것은 옳다.
• 1방향 슬래브에서 휨철근 직각방향으로 수축·온도철근을 배치하는 것은 옳다.
• 슬래브 휨 주철근 간격을 두께의 3배 이하, 450 mm 이하로 하는 것은 옳다.

$f_y$ 400 MPa 이상, D16 이하 이형철근의 최소 수직철근비는 0.0012이므로 0.002라는 설명이 옳지 않다.

0.002는 같은 조건의 최소 수평철근비에 해당하는 값으로, 수직과 수평을 바꾼 것이다.

• 수직·수평철근 간격을 벽두께의 3배 이하, 450 mm 이하로 하는 것은 옳다.
• 벽체 철근을 교차하는 바닥·기둥·기초 등에 충분히 정착시키는 것은 옳다.
• 실용설계법의 최소 두께를 받침점 간 거리의 1/25 이상, 100 mm 이상으로 하는 것은 옳다.

측면 피복 70 mm 이상, 90° 갈고리 연장부 피복 50 mm 이상인 경우의 보정계수는 0.8이 아니라 0.7이므로 옳지 않다.

표준갈고리의 기본정착길이는 $l_{hb} = \dfrac{0.24\beta d_b f_y}{\lambda\sqrt{f_{ck}}}$로, $f_y$에 비례한다.

• 항복강도가 커지면 기본정착길이가 길어진다는 설명은 식에 부합한다.
• 갈고리가 압축 정착에 유효하지 않다는 설명은 옳다.
• 보정 후 정착길이를 $8d_b$ 이상, 150 mm 이상으로 하는 것은 옳다.

인장재의 설계인장강도는 두 한계상태 값 중 작은 값으로 하므로 큰 값이라는 설명이 옳지 않다.

총단면 항복과 유효순단면 파단 중 먼저 도달하는 한계상태가 부재 강도를 지배하기 때문이다.

• 볼트구멍이 없으면 순단면적이 총단면적과 같다는 설명은 옳다.
• 순단면적을 최소 순단면적의 파단선에서 구한다는 설명은 옳다.
• 유효순단면적을 전단지연계수(전단뒤짐계수)와 순단면적의 곱으로 구한다는 설명은 옳다.

SS275 강재의 인장강도는 410 MPa이므로 490 MPa라는 설명이 옳지 않다.

강재 명칭의 숫자는 항복강도를 나타내며, 490 MPa는 SM355 등 상위 강종의 인장강도 수준이다.

• 구조용 강재의 탄성계수 210,000 MPa는 옳다.
• 구조용 강재의 전단탄성계수 81,000 MPa는 옳다.
• SM355는 판두께가 16 mm를 넘으면 항복강도가 낮아져 16~40 mm 구간에서 345 MPa로 하는 것은 옳다.

A 위치의 전단응력은 1.5 MPa이다.

단면 300 mm × 400 mm에서 중립축은 상단에서 200 mm, A는 상단에서 100 mm이므로 중립축 위 100 mm 지점이다.

$I = \dfrac{300 \times 400^3}{12} = 1.6 \times 10^9\,\mathrm{mm^4}$
A 위쪽 단면의 1차모멘트: $Q = 300 \times 100 \times 150 = 4.5 \times 10^6\,\mathrm{mm^3}$
$\tau = \dfrac{VQ}{Ib} = \dfrac{160000 \times 4.5 \times 10^6}{1.6 \times 10^9 \times 300} = 1.5\,\mathrm{MPa}$

• 2.0 — 중립축(최대) 전단응력 $1.5 \times \dfrac{160000}{300 \times 400} = 2.0\,\mathrm{MPa}$로, A 위치 값이 아니다.
• 1.0 — 1차모멘트의 팔길이를 상단 단면의 도심(150 mm)이 아니라 A까지의 거리(100 mm)로 잘못 잡아 $Q = 300 \times 100 \times 100$로 계산한 값이다.
• 2.5 — 최대 전단응력보다 커서 성립할 수 없다.

이형철근 수축·온도철근의 철근비는 어떤 경우에도 0.0014 이상이어야 하므로 0.001이라는 설명이 옳지 않다.

수축·온도철근비는 철근 항복강도에 따라 정해지지만, 그 하한이 별도로 규정되어 있다.

• 수축·온도철근을 설계기준항복강도를 발휘하도록 정착하는 것은 옳다.
• 단순받침부라도 내민슬래브로 부모멘트가 생기면 상응 철근을 배치하는 것은 옳다.
• 위험단면에서 철근 중심간격을 두께의 2배 이하, 300 mm 이하로 하는 것은 옳다.

패널존은 보-기둥 접합부의 플랜지영역이 아니라 웨브영역으로, 전단패널을 통해 모멘트를 전달하는 영역이므로 옳지 않다.

접합부를 관통하는 보와 기둥 플랜지의 연장으로 둘러싸인 기둥 웨브 부분이 큰 전단력을 받는 것이 패널존의 특징이다.

• 웨브크리플링을 집중하중·반력 위치 웨브의 국부적 파괴로 정의한 것은 옳다.
• 조밀단면을 국부좌굴 없이 완전소성상태에 도달하는 단면으로 정의한 것은 옳다.
• 구속판요소를 하중방향과 평행한 양면이 직각방향 판요소에 연속된 압축 평판요소로 정의한 것은 옳다.

조적조 기둥은 두께에 수직인 수평치수가 두께의 3배를 넘지 않는 수직부재이므로, 5배라는 정의가 옳지 않다.

수평치수가 이 한도를 넘으면 기둥이 아니라 벽체로 취급한다.

• 대린벽을 한 내력벽에 직각으로 교차하는 벽으로 정의한 것은 옳다.
• 겹을 두께방향으로 단위 조적개체로 구성된 벽체로 정의한 것은 옳다.
• 테두리보를 보강근으로 보강된 조적조의 수평부재로 정의한 것은 옳다.

편심 압축을 받는 기둥의 최대응력 절댓값은 80 $kN/m^{2}$이다.

하중 20 kN이 단면 중심에서 한 방향으로 편심거리 0.5 m인 A점(변의 중앙)에 작용하므로 축응력과 휨응력을 합한다.

$A = 1 \times 1 = 1\,\mathrm{m^2}$, $Z = \dfrac{1 \times 1^2}{6} = \dfrac{1}{6}\,\mathrm{m^3}$
$\sigma = \dfrac{P}{A} \pm \dfrac{Pe}{Z} = 20 \pm \dfrac{20 \times 0.5}{1/6} = 20 \pm 60$
압축 최대 $80\,\mathrm{kN/m^2}$, 반대편은 $-40\,\mathrm{kN/m^2}$(인장)

• 20 — 편심을 무시한 축응력만의 값이다.
• 40 — 반대편 가장자리의 인장응력 절댓값으로, 최대가 아니다.
• 60 — 휨응력 성분만 계산하고 축응력을 더하지 않은 값이다.

수평하중이 없으므로 수평반력이 0이고, 따라서 CD 부재의 축력도 0이다. CD 부재가 인장력을 받는다는 설명이 옳지 않다.

평형: $\Sigma M_A = 0$에서 $V_B \times 6 = 60$, $V_B = 10\,\mathrm{kN}$(상향), $V_A = 10\,\mathrm{kN}$(하향). 반력은 크기가 같고 방향이 반대인 우력으로 외력 모멘트를 상쇄한다.

• A·B 지점에 수직반력만 생긴다는 설명 — 수평 외력이 없어 이동지점 B는 물론 A의 수평반력도 0이므로 옳다.
• E점 휨모멘트 절댓값 30 kN·m — D쪽에서 $10 \times 3 = 30\,\mathrm{kN\cdot m}$로 옳다.
• AC·BD 부재에 휨모멘트가 없다는 설명 — 기둥에는 축방향 반력만 작용하고 수평력이 없으므로 옳다.