7급 국가직 건축구조학 기출문제 전 회차를 한 권으로 — PDF 전자책(문제집·정답해설집)

23년 1회차

총 25문항 · 객관식 · A4 약 1장

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7급 국가직 건축구조학 기출문제모두CBT · moducbt.com

23년 1회차

총 25문항 · 객관식 · 정답·해설 포함

문제 1

그림과 같은 목재 접합부의 이음은?

1맞댄이음

2빗이음

3따낸이음

4겹친이음

정답 및 해설

두 목재의 끝면을 그대로 맞대고 양면에 철판을 덧대어 볼트로 조인 형태이므로 맞댄이음이다.

맞댄이음은 부재를 따내거나 겹치지 않고 마구리끼리 맞댄 뒤, 이음 부위를 덧판(철판)과 볼트로 보강해 힘을 전달한다.

빗이음: 이음면을 비스듬히 경사지게 잘라 맞추는 방식으로, 그림처럼 이음면이 부재축에 직각이 아니다.
따낸이음: 각 부재의 일부를 따내어 서로 물리게 끼우는 방식으로, 그림에는 따낸 부분이 없다.
겹친이음: 두 부재를 옆으로 겹쳐 대고 볼트·못으로 고정하는 방식으로, 부재가 동일 축선에서 맞대어지지 않는다.

문제 2

일반 구조용 탄소강의 응력－변형도 곡선에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

1탄성영역: 응력과 변형도가 탄성관계를 가지는 영역

2소성영역: 변형도의 증가 없이 응력만 증가하는 영역

3변형도 경화영역: 항복영역 이후 변형도가 증가하면서 응력이 비선형적으로 증가되는 영역

4파괴영역: 변형도는 증가하지만 응력은 오히려 줄어드는 부분으로 네킹현상에 의하여 단면적이 현저하게 감소하는 영역

정답 및 해설

옳지 않은 것은 소성영역에 대한 설명이다.

소성영역(항복 구간)은 응력이 거의 일정한 채 변형도만 증가하는 영역이다. 변형도 증가 없이 응력만 증가한다는 설명은 거꾸로 되어 있다.

탄성영역: 응력과 변형도가 비례(탄성)하는 구간으로 옳다.
변형도 경화영역: 항복 이후 변형도 증가와 함께 응력이 다시 비선형적으로 상승하는 구간으로 옳다.
파괴영역: 최대응력 이후 네킹으로 단면적이 줄어 응력이 감소하는 구간으로 옳다.

문제 3

국부좌굴이 발생하기 전에 압축요소에 항복응력이 발생할 수 있으나 소성힌지의 회전능력을 갖지 못하는 단면은?

1조밀단면

2비조밀단면

3세장판단면

4유효순단면

정답 및 해설

설명에 해당하는 단면은 비조밀단면이다.

비조밀단면은 국부좌굴 전에 압축요소가 항복에 도달할 수는 있지만, 소성힌지를 형성해 회전할 능력은 없는 단면이다.

조밀단면: 국부좌굴 전에 완전소성응력분포에 도달하고 소성힌지 회전능력까지 확보하는 단면이다.
세장판단면: 압축요소가 항복하기 전에 탄성 국부좌굴이 먼저 일어나는 단면이다.
유효순단면: 인장재에서 전단지연을 고려한 단면적 개념으로, 국부좌굴에 따른 단면 분류가 아니다.

문제 4

강구조 연결 설계기준에 따른 용접에 대한 설명으로 옳은 것은?

1필릿용접의 유효목두께는 유효길이의 0.7배로 한다.

2플러그용접의 최소 중심간격은 공칭구멍직경의 2배로 한다.

3강도를 기반으로 하여 설계되는 필릿용접의 최소길이는 공칭 용접치수의 2배 이상으로 하여야 한다.

4플러그용접 및 슬롯용접의 유효전단면적은 접합면에서의 구멍 또는 슬롯의 공칭단면적으로 한다.

정답 및 해설

옳은 것은 플러그·슬롯용접의 유효전단면적을 접합면에서 구멍 또는 슬롯의 공칭단면적으로 한다는 설명이다.

플러그·슬롯용접은 구멍을 채운 용착금속이 접합면에서 전단에 저항하므로, 그 면의 공칭단면적이 유효전단면적이 된다.

필릿용접의 유효목두께: 유효길이가 아니라 용접치수(다리길이)의 0.7배로 한다.
플러그용접의 최소 중심간격: 공칭구멍직경의 2배가 아니라 4배 이상이다.
필릿용접의 최소길이: 강도 기반 설계 시 공칭 용접치수의 2배가 아니라 4배 이상이어야 한다.

문제 5

건축물 내진설계기준에서 지진력저항시스템에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

1내력벽시스템은 수직하중과 함께 횡하중을 벽체가 지지하는 지진력저항시스템이다.

2모멘트저항골조시스템은 수직하중과 횡하중을 보와 기둥으로 구성된 모멘트골조가 저항하는 지진력저항시스템이다.

3역추형시스템은 바닥에 고정된 캔틸레버 기둥처럼 거동하며 횡력을 지지하는 지진력저항시스템이다.

4이중골조시스템은 수직하중은 보, 슬래브, 기둥으로 구성된 골조가 저항하고, 지진하중은 전단벽이나 가새골조 등이 저항하는 지진력저항시스템이다.

정답 및 해설

옳지 않은 것은 이중골조시스템에 대한 설명이다.

수직하중은 골조가, 지진하중은 전단벽·가새골조가 저항하는 방식은 건물골조시스템의 정의이다. 이중골조시스템은 횡력을 모멘트골조와 전단벽(또는 가새골조)이 강성에 따라 함께 분담하는 시스템이다.

내력벽시스템: 벽체가 수직하중과 횡하중을 함께 지지하는 시스템으로 옳다.
모멘트저항골조시스템: 보·기둥 모멘트골조가 수직하중과 횡하중에 모두 저항하는 시스템으로 옳다.
역추형시스템: 질량이 상부에 집중되어 바닥에 고정된 캔틸레버 기둥처럼 횡력을 지지하는 시스템으로 옳다.

문제 6

조적식구조 설계에서 묻힌 앵커볼트의 설치에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

1후크형 앵커볼트의 훅의 안지름은 볼트지름의 2배이고, 볼트지름의 1.5배만큼 연장되어야 한다.

2앵커볼트의 최소 묻힘길이(

l_b

)는 볼트직경의 4배 이상 또는 50 mm 이상이어야 한다.

3앵커볼트 간의 최소 중심간격은 볼트직경의 4배 이상이어야 한다.

4앵커볼트와 평행한 조적조의 연단으로부터 앵커볼트의 표면까지 측정되는 최소 연단거리(

l_{be}

)는 40 mm 이상이 되어야 한다.

정답 및 해설

옳지 않은 것은 후크형 앵커볼트 훅의 안지름에 대한 설명이다.

조적식구조 기준에서 훅의 안지름은 볼트지름의 2배가 아니라 3배로 하고, 볼트지름의 1.5배만큼 연장한다.

최소 묻힘길이: 볼트직경의 4배 이상 또는 50 mm 이상으로 옳다.
최소 중심간격: 볼트직경의 4배 이상으로 옳다.
최소 연단거리: 조적조 연단에서 앵커볼트 표면까지 40 mm 이상으로 옳다.

문제 7

건축물 강합성구조 설계기준에서 축력을 받는 매입형 합성부재의 구조제한으로 옳은 것은?

1강재코어의 단면적은 합성기둥 총단면적의 0.8 % 이상으로 한다.

2연속된 길이방향철근의 최소철근비(

\rho_{sr}

)는 0.002로 한다.

3횡방향철근의 중심 간 간격은 직경 D10의 철근을 사용할 경우에는 400 mm 이하로 한다.

4횡방향철근의 최대 간격은 강재 코어의 설계기준 항복강도가 450 MPa을 초과하는 경우는 부재 단면에서 최소 크기의 0.25배를 초과할 수 없다.

정답 및 해설

옳은 것은 강재코어 항복강도가 450 MPa을 초과할 때의 횡방향철근 최대 간격(단면 최소 크기의 0.25배) 규정이다.

고강도 강재코어를 쓰면 콘크리트 구속을 강화해야 하므로 횡방향철근 간격을 더 좁게 제한한다.

강재코어 단면적: 합성기둥 총단면적의 0.8 %가 아니라 1 % 이상이다.
연속된 길이방향철근의 최소철근비: 0.002가 아니라 0.004이다.
횡방향철근 중심 간 간격: D10 철근을 쓸 때는 300 mm 이하이며, 400 mm 이하는 D13 이상을 쓸 때의 값이다.

문제 8

그림과 같이 보 경간의 중앙에 하중(

P

)이 작용하는 단순보에 대한 설명으로 옳지 않은 것은? (단, 보의 자중은 무시하며, 보의 전 길이에 걸쳐 재질 및 단면이 동일하고, 보는 선형탄성 거동하는 것으로 가정한다)

1보 양단에서의 처짐각은 보 길이(

L

)의 제곱에 비례한다.

2보 중앙에서의 처짐은 보 길이(

L

)의 세제곱에 비례한다.

3보의 휨인장응력은 보 단면의 중립축에서 멀어질수록 작아진다.

4보의 처짐각 및 처짐을 줄이기 위해서 보의 폭(

b

)을 2배 크게 하는 것보다 보의 춤(

h

)을 2배 크게 하는 것이 효과적이다.

정답 및 해설

휨응력은 중립축에서 멀어질수록 커진다. 따라서 휨인장응력이 중립축에서 멀어질수록 작아진다는 설명이 옳지 않다.

휨응력은 $\sigma = \dfrac{M y}{I}$ 로 중립축으로부터의 거리 $y$ 에 비례하여, 중립축에서 0이고 단면 끝단에서 최대가 된다.

양단 처짐각: $\theta = \dfrac{P L^2}{16 E I}$ 이므로 보 길이의 제곱에 비례한다.
중앙 처짐: $\delta = \dfrac{P L^3}{48 E I}$ 이므로 보 길이의 세제곱에 비례한다.
단면2차모멘트 $I = \dfrac{b h^3}{12}$ 에서 폭을 2배로 하면 $I$ 가 2배, 춤을 2배로 하면 8배가 되므로 춤을 키우는 편이 처짐각·처짐 감소에 효과적이다.

문제 9

그림과 같이 강재 단순보의 중앙에 집중하중이 작용할 때, 횡비틀림 좌굴강도 보정계수

C_b

의 값은?

○ 2축 대칭부재이며, ‘×’ 표시는 그 지점에서 횡비틀림지지가 되었다는 것을 의미함
○ 보의 자중은 무시하며, 보의 전 길이에 걸쳐 재질 및 단면이 동일함
○

C_b

는 안전측으로 1.0을 사용하지 않는 경우이고, 소수점 셋째 자리에서 반올림함

11.11

21.14

31.32

41.67

정답 및 해설

횡비틀림 지지점이 양 지점뿐이므로 비지지 구간은 전 경간이며, 계산하면 Cb ≒ 1.32이다.

2축 대칭부재의 보정계수 식은 다음과 같다.
$C_b = \dfrac{12.5 M_{max}}{2.5 M_{max} + 3 M_A + 4 M_B + 3 M_C}$

중앙 집중하중의 휨모멘트도는 삼각형이므로 1/4점 $M_A = M_C = 0.5 M_{max}$ , 중앙점 $M_B = M_{max}$ 이다.
$C_b = \dfrac{12.5}{2.5 + 1.5 + 4 + 1.5} = \dfrac{12.5}{9.5} = 1.316$

소수점 셋째 자리에서 반올림하면 1.32이다. 1.14는 등분포하중이 작용하는 단순보(양단만 횡지지)의 값이다.

문제 10

건축물 내진설계기준에서 등가정적해석법을 적용할 수 없는 구조물은?

1내진설계범주 ‘A’이고, 높이가 100 m인 정형 구조물

2내진설계범주 ‘B’이고, 6층의 비정형 구조물

3내진설계범주 ‘C’이고, 높이가 70 m인 정형 구조물

4내진설계범주 ‘D’이고, 3층 경량골조구조인 내진등급 II의 정형 구조물

정답 및 해설

등가정적해석법을 적용할 수 없는 것은 내진설계범주 ‘C’이고 높이 70 m인 정형 구조물이다.

내진설계범주 C·D의 정형 구조물에 등가정적해석법을 쓰려면 높이가 70 m 미만이어야 하므로, 높이 70 m인 구조물은 적용 대상에서 벗어난다.

내진설계범주 ‘A’, 높이 100 m 정형 구조물: 범주 A·B는 높이·정형성과 관계없이 적용할 수 있다.
내진설계범주 ‘B’, 6층 비정형 구조물: 같은 이유로 적용할 수 있다.
내진설계범주 ‘D’, 3층 경량골조 정형 구조물: 저층 경량골조 구조물로서 적용 대상에 포함된다.

문제 11

건축물 기초구조 설계기준에서 건축물 기초설계에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

1기초설계 시에는 활하중을 저감할 수 없다.

2고정하중은 기초자중과 기초판에 상재되는 되메우기한 하중을 포함한다.

3기초는 허용지지력을 초과하지 않고, 부등침하가 최소화되도록 설계하여야 한다.

4기초는 건축물 설계하중에 규정된 하중조합 중 가장 불리한 영향에 대해 설계하여야 한다.

정답 및 해설

옳지 않은 것은 기초설계 시 활하중을 저감할 수 없다는 설명이다.

기초설계에서도 건축물 설계하중 기준의 활하중 저감 규정을 적용할 수 있다.

고정하중: 기초자중과 기초판 위 되메우기 흙의 하중을 포함하므로 옳다.
지지력·침하: 허용지지력을 넘지 않고 부등침하가 최소화되도록 설계하므로 옳다.
하중조합: 설계하중 기준의 하중조합 중 가장 불리한 영향에 대해 설계하므로 옳다.

문제 12

지반조사방법 중 지내력 시험에 해당하는 것은?

1보링

2평판재하시험

3베인 테스트

4탄성파식 지하탐사법

정답 및 해설

지내력 시험에 해당하는 것은 평판재하시험이다.

평판재하시험은 기초 저면 위치에 재하판을 놓고 단계적으로 하중을 가해 침하량을 측정하여 지반의 지지력을 직접 구한다.

보링: 지반을 천공해 지층 구성을 확인하고 시료를 채취하는 방법이다.
베인 테스트: 연약 점토의 전단강도(점착력)를 원위치에서 측정하는 시험이다.
탄성파식 지하탐사법: 탄성파 전달속도로 지층의 구성과 깊이를 추정하는 물리탐사이다.

문제 13

직사각형단면 강재 보의 형상계수로 옳은 것은?

11.0

21.5

32.0

42.5

정답 및 해설

직사각형단면의 형상계수는 1.5이다.

형상계수는 소성단면계수를 탄성단면계수로 나눈 값이다.
$f=\dfrac{Z}{S}=\dfrac{bh^2/4}{bh^2/6}$

$f=\dfrac{6}{4}=1.5$

문제 14

콘크리트구조 휨 및 압축 설계기준에서 설계 가정에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

1철근의 응력이 설계기준 항복강도(

f_y

) 이하일 때, 철근의 응력은 변형률에 관계없이 설계기준 항복강도(

f_y

)로 하여야 한다.

2휨모멘트를 받는 부재의 콘크리트 설계기준 압축강도가 40 MPa일 때, 콘크리트 압축연단의 극한변형률은 0.0033으로 가정한다.

3콘크리트 압축응력의 분포와 콘크리트 변형률 사이의 관계는 직사각형, 사다리꼴, 포물선형으로 가정할 수 있다.

4깊은 보가 아닌 일반적인 보의 경우에 철근과 콘크리트의 변형률은 중립축부터 거리에 비례하는 것으로 가정할 수 있다.

정답 및 해설

옳지 않은 것은 철근 응력이 항복강도 이하일 때 변형률과 관계없이 항복강도로 한다는 설명이다.

항복강도 이하에서는 철근 응력을 변형률에 탄성계수를 곱한 값( $f_s=E_s\varepsilon_s$ )으로 하고, 변형률이 항복변형률보다 클 때에만 변형률과 관계없이 $f_y$ 로 한다.

극한변형률: 설계기준 압축강도 40 MPa 이하에서는 0.0033으로 가정하므로 옳다.
압축응력 분포: 직사각형·사다리꼴·포물선형 등 실험 결과와 부합하는 형태로 가정할 수 있으므로 옳다.
변형률 분포: 깊은 보가 아니면 중립축으로부터의 거리에 비례한다고 가정하므로 옳다.

문제 15

플랫 슬래브에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

1플랫 슬래브는 2방향전단에 대한 내력을 확보할 수 있도록 설계되어야 한다.

2지판은 받침부 중심선에서 각 방향 받침부 중심 간 경간의 1/8 이상을 각 방향으로 연장시켜야 한다.

3플랫 슬래브에서 기둥 상부의 부모멘트에 대한 철근을 줄이기 위하여 지판을 사용할 수 있다.

4플랫 슬래브는 층고를 낮출 수 있고, 거푸집 제작이 용이하여 시공성을 향상시킬 수 있다.

정답 및 해설

옳지 않은 것은 지판의 연장 길이에 대한 설명이다.

지판은 받침부 중심선에서 각 방향 받침부 중심 간 경간의 1/8이 아니라 1/6 이상을 각 방향으로 연장해야 한다.

2방향전단: 보 없이 기둥이 슬래브를 직접 받치므로 뚫림(2방향)전단 내력 확보가 필요하다.
지판 사용: 기둥 상부의 부모멘트 철근을 줄이기 위해 지판을 둘 수 있다.
시공성: 보가 없어 층고를 낮출 수 있고 거푸집이 단순해진다.

문제 16

건축물 설계하중 기준에서 활하중에 대한 설명으로 옳은 것은?

1집회 및 유흥장에서 극장 및 집회장(고정좌석)의 기본등분포활하중 최솟값은 5.0 kN/m²이다.

2활하중은 점유 및 사용에 의하여 발생할 것으로 예상되는 평균 하중이다.

3지붕활하중을 제외한 등분포활하중은 부재의 영향면적이 30 m² 이상인 경우에 저감할 수 있다.

4사무실 또는 유사한 용도의 건물에서 가동성 경량칸막이벽이 설치될 가능성이 있는 경우에는 칸막이벽 하중으로 최소한 1 kN/m²를 기본등분포활하중에 추가하여야 한다. 단, 기본활하중 값이 4 kN/m² 이상인 경우에는 이를 제외할 수 있다.

정답 및 해설

옳은 것은 가동성 경량칸막이벽 하중을 기본등분포활하중에 추가하는 규정이다.

사무실 등에서 경량칸막이벽이 설치될 가능성이 있으면 칸막이벽 하중을 더하되, 기본활하중이 이미 충분히 큰 경우에는 제외할 수 있다.

극장·집회장(고정좌석): 기본등분포활하중은 $5.0\,\mathrm{kN/m^2}$ 가 아니라 $4.0\,\mathrm{kN/m^2}$ 이며, 5.0은 이동좌석의 값이다.
활하중의 정의: 평균 하중이 아니라 점유·사용에 의해 발생할 것으로 예상되는 최대 하중이다.
활하중 저감: 영향면적이 $30\,\mathrm{m^2}$ 가 아니라 $36\,\mathrm{m^2}$ 이상일 때 저감할 수 있다.

문제 17

고장력볼트 F10T의 공칭인장강도(

F_{nt}

)와 지압접합의 공칭전단강도(

F_{nv}

) 값을 바르게 연결한 것은? (단, 힘 작용 방향으로 볼트접합부의 첫 번째 볼트와 맨 끝 볼트의 중심 거리가 800 mm 이하이고, 나사부가 전단면에 포함될 경우이다)

F_{nt}

[MPa]　

F_{nv}

[MPa]

1600　400

2600　500

3750　400

4750　500

정답 및 해설

F10T의 값은 $F_{nt}=750\,\mathrm{MPa}$ , $F_{nv}=400\,\mathrm{MPa}$ 이다.

공칭인장강도는 볼트 인장강도 $F_u=1000\,\mathrm{MPa}$ 의 0.75배이다.
$F_{nt}=0.75\times1000=750\,\mathrm{MPa}$

지압접합 공칭전단강도는 나사부가 전단면에 포함되면 $0.4F_u=400\,\mathrm{MPa}$ , 제외되면 $0.5F_u=500\,\mathrm{MPa}$ 이다. 제시된 접합부 길이 조건은 표의 공칭강도를 그대로 적용하는 경우이다.

문제 18

그림과 같이 수평하중이 작용하는 라멘구조에 대한 설명으로 옳지 않은 것은? (단, 부재의 자중은 무시하며, 부재의 전 길이에 걸쳐 재질 및 단면이 동일하고, 구조물은 선형탄성 거동하는 것으로 가정한다)

1BD부재에 인장력이 작용한다.

2AC부재에 전단력이 작용하지 않는다.

3CD부재에 압축력이 작용한다.

4최대 휨모멘트는 D점에서 발생한다.

정답 및 해설

BD부재(오른쪽 기둥)에는 인장력이 아니라 압축력이 작용하므로 이 설명이 옳지 않다.

A는 롤러라 수평반력이 없고, 수평하중은 핀지점 B가 모두 받는다. B점 모멘트 평형에서 A의 연직반력은 아래로 $\dfrac{P h}{L}$ , B의 연직반력은 위로 $\dfrac{P h}{L}$ 가 되어 BD 기둥을 밀어 올린다(압축).

AC부재: A에 수평반력이 없으므로 기둥 AC에는 전단력과 휨모멘트가 생기지 않는다.
CD부재: C점의 수평하중이 기둥 AC로 전달되지 않고 보 CD를 통해 B로 전달되므로 보에 압축력 $P$ 가 작용한다.
최대 휨모멘트: BD 기둥의 모멘트는 B에서 0, D에서 $P h$ 로 커지고, 보 CD는 D에서 C로 줄어 0이 되므로 D점에서 최대이다.

문제 19

건축물 내진설계기준에서 평면 비정형성에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

1면외 어긋남: 수직부재의 면외 어긋남 등과 같이 하중전달 경로의 불연속성이 존재하는 경우

2비평행 시스템: 횡력저항 수직 요소가 전체 횡력저항 시스템에 직교하는 주축에 평행하지 않은 경우

3요철형 평면: 돌출한 부분의 치수가 해당하는 방향의 평면치수의 15 %를 초과하면 요철형 평면을 갖는 것으로 간주한다.

4비틀림 비정형: 어떤 축에 직교하는 구조물의 한 단부에서 우발편심을 고려한 최대 층변위가 그 구조물 양단부 층변위 평균값보다 클 때 비틀림 비정형인 것으로 간주한다.

정답 및 해설

옳지 않은 것은 비틀림 비정형의 판정 기준이다.

비틀림 비정형은 우발편심을 고려한 최대 층변위가 양단부 층변위 평균값의 1.2배보다 클 때로 판정한다. 평균값보다 크다는 조건만으로는 판정하지 않는다.

면외 어긋남: 수직부재의 면외 어긋남처럼 하중전달 경로가 불연속인 경우로 옳다.
비평행 시스템: 횡력저항 수직요소가 직교 주축에 평행하지 않은 경우로 옳다.
요철형 평면: 돌출 부분이 해당 방향 평면치수의 15 %를 초과하는 경우로 옳다.

문제 20

그림과 같이 절점 O에 30 kNㆍm의 모멘트가 작용할 때, 절점 B에 발생하는 모멘트 M_BO의 절댓값은? (단, 부재의 자중은 무시하며, 부재의 전 길이에 걸쳐 재질은 동일하고, 구조물은 선형탄성 거동하는 것으로 가정한다)

13.5 kNㆍm

25.0 kNㆍm

37.5 kNㆍm

410.0 kNㆍm

정답 및 해설

모멘트 분배법으로 구하면 절점 B의 모멘트 절댓값은 5.0 kN·m이다.

부재 강도는 먼 끝이 고정이면 $\dfrac{4EI}{L}$ , 힌지이면 $\dfrac{3EI}{L}$ 를 쓴다.
$k_{OA} = \dfrac{4EI}{4} = EI,\; k_{OB} = \dfrac{4(2EI)}{4} = 2EI,\; k_{OC} = \dfrac{3(4EI)}{4} = 3EI$

OB 분배율은 $\dfrac{2}{1+2+3} = \dfrac{1}{3}$ 이므로 $M_{OB} = 30 \times \dfrac{1}{3} = 10\,\mathrm{kN \cdot m}$ 이다.

고정단 B로의 전달률은 1/2이므로 $M_{BO} = 10 \times \dfrac{1}{2} = 5.0\,\mathrm{kN \cdot m}$ 이다.

문제 21

콘크리트구조 정착 및 이음 설계기준에서 압축 이형철근의 정착에 대한 설명으로 옳지 않은 것은? (단,

\lambda

: 경량콘크리트 계수,

d_b

: 철근 공칭지름,

A_s

: 철근 단면적이다)

1압축 이형철근의 정착길이(

l_d

)는 기본정착길이(

l_{db}

)에 보정계수를 곱하여 구한다.

2압축 이형철근의 정착길이(

l_d

)는 항상 200 mm 이상이어야 한다.

3압축 이형철근의 기본정착길이(

l_{db}

)는

\dfrac{0.25d_bf_y}{\lambda\sqrt{f_{ck}}}

에 따라 구하여야 한다. 다만, 이 값은

0.043d_bf_y

이상이어야 한다.

4해석 결과 요구되는 철근량을 초과하여 배치한 경우에 보정계수는

\left(\dfrac{\text{배근}A_s}{\text{소요}A_s}\right)

이다.

정답 및 해설

옳지 않은 것은 초과 배근 시 보정계수에 대한 설명이다.

요구량보다 많이 배근하면 정착길이를 줄일 수 있도록 보정계수를 (소요 $A_s$ )/(배근 $A_s$ )로 하며, 이 값은 1보다 작다. 제시된 식은 분자와 분모가 뒤바뀌어 있다.

정착길이 산정: 기본정착길이에 보정계수를 곱해 구하므로 옳다.
최소 정착길이: 항상 200 mm 이상이어야 하므로 옳다.
기본정착길이: $\dfrac{0.25d_bf_y}{\lambda\sqrt{f_{ck}}}$ 로 구하고 $0.043d_bf_y$ 이상이어야 하므로 옳다.

문제 22

콘크리트구조 전단 및 비틀림 설계기준에서 전단설계에 대한 설명으로 옳지 않은 것은? (단,

s

: 전단철근 간격,

A_v

: 전단철근 간격 내의 전단철근 전체단면적,

f_{yt}

: 전단철근 설계기준 항복강도이다)

1철근콘크리트 부재의 경우, 주인장 철근에 30 ° 이상의 각도로 구부린 굽힘철근을 전단철근으로 사용할 수 있다.

2벽체의 전단철근 또는 용접 이형철망을 사용할 경우, 전단철근의 설계기준 항복강도는 600 MPa을 초과할 수 없다.

3부재축에 직각인 전단철근을 사용하는 경우, 전단철근 전단강도(

V_s

)는

\dfrac{A_vf_{yt}d}{s}

로 계산한다. 단, 전단철근 전단강도(

V_s

)는

0.2\left(1-\dfrac{f_{ck}}{250}\right)f_{ck}b_wd

이하로 하여야 한다.

4콘크리트 전단강도(

V_c

)를 결정할 때, 구속된 부재에서 크리프와 건조수축으로 인한 축방향 인장력의 영향과 깊이가 일정하지 않은 부재의 경사진 휨압축력의 영향을 고려할 필요가 없다.

정답 및 해설

옳지 않은 것은 콘크리트 전단강도 결정 시 축방향 인장력과 경사진 휨압축력의 영향을 고려할 필요가 없다는 설명이다.

구속된 부재의 크리프·건조수축에 의한 축방향 인장력과, 깊이가 변하는 부재의 경사진 휨압축력은 모두 고려해야 한다.

굽힘철근: 주인장철근에 30° 이상의 각도로 구부린 굽힘철근은 전단철근으로 쓸 수 있으므로 옳다.
항복강도 상한: 벽체의 전단철근이나 용접 이형철망은 600 MPa까지 허용되므로 옳다.
수직 전단철근의 강도: $V_s=\dfrac{A_vf_{yt}d}{s}$ 로 계산하고 제시된 상한 이하로 제한하므로 옳다.

문제 23

다음 철근콘크리트 부재의 강도감소계수 값은?

○ 프리스트레스를 가하지 않고, 띠철근으로 보강된 철근콘크리트 부재임
○ 순인장변형률(

\epsilon_t

)이 압축지배 변형률 한계와 인장지배 변형률 한계 사이에 있음
○ 보 단면의 최외단 인장철근의 순인장변형률(

\epsilon_t

): 0.00425
○ 인장철근의 설계기준 항복강도(

f_y

): 400 MPa

10.65

20.70

30.80

40.85

정답 및 해설

강도감소계수는 0.80이다.

띠철근 부재가 변화구간에 있으면 압축지배 0.65와 인장지배 0.85 사이를 순인장변형률로 직선보간한다. $f_y=400\,\mathrm{MPa}$ 이면 압축지배 한계는 $\varepsilon_y=0.002$ , 인장지배 한계는 0.005이다.

$\phi=0.65+0.20\times\dfrac{\varepsilon_t-0.002}{0.005-0.002}$
$=0.65+0.20\times\dfrac{0.00225}{0.003}$
$=0.65+0.15=0.80$

문제 24

콘크리트구조 전단 및 비틀림 설계기준에서 벽체의 수직전단철근의 간격(

s_v

)에 대한 설명이다. (가) ～ (다)에 들어갈 내용을 바르게 연결한 것은?

계수 전단력

V_u

가

\dfrac{\phi V_c}{2}

를 초과하는 경우, 수직전단철근의 간격(

s_v

)은 (가) 이하, (나) 이하, 또한 (다) 이하로 하여야 한다. (단,

l_w

: 벽체 수평길이,

h

: 벽체 두께이다)

(가)　(나)　(다)

\dfrac{l_w}{3}

3h

　450 mm

\dfrac{l_w}{3}

5h

　500 mm

\dfrac{l_w}{5}

3h

　450 mm

\dfrac{l_w}{5}

5h

　500 mm

정답 및 해설

수직전단철근 간격은 $\dfrac{l_w}{3}$ 이하, $3h$ 이하, 450 mm 이하이다.

수평전단철근 간격은 $\dfrac{l_w}{5}$ , $3h$ , 450 mm 이하로 제한하는 반면, 수직전단철근은 첫 항목이 $\dfrac{l_w}{3}$ 이다.

$\dfrac{l_w}{3}$ , $5h$ , 500 mm 조합: 두께와 절대 간격 한도가 기준보다 크다.
$\dfrac{l_w}{5}$ , $3h$ , 450 mm 조합: 수평전단철근의 간격 기준이다.
$\dfrac{l_w}{5}$ , $5h$ , 500 mm 조합: 세 항목 모두 수직전단철근 기준과 다르다.

문제 25

그림과 같이 케이블이 연결된 캔틸레버 보의 자유단에 10 kN의 하중이 작용할 때, 케이블에 걸리는 장력은? (단, 보와 케이블의 자중은 무시하며, 구조물은 선형탄성 거동하는 것으로 가정하고, 장력은 소수점 셋째 자리에서 반올림한다)

14.55 kN

25.50 kN

39.09 kN

411.0 kN

정답 및 해설

보 자유단의 처짐과 케이블 신장량이 같다는 변형 적합조건으로 풀면 장력은 9.09 kN이다.

케이블 장력을 $T$ 라 하면 보 끝에는 $(10 - T)$ 가 작용한다.
$\dfrac{(10 - T) L^3}{3 E I} = \dfrac{T L_c}{E A}$

값 대입(N·mm 단위):
$\dfrac{L^3}{3EI} = \dfrac{10000^3}{3 \times 2.0 \times 10^5 \times 100 \times 10^6} = \dfrac{1}{60}$
$\dfrac{L_c}{EA} = \dfrac{5000}{2.0 \times 10^5 \times 15} = \dfrac{1}{600}$

$\dfrac{10 - T}{60} = \dfrac{T}{600}$ 에서 $11T = 100$ , $T = 9.09\,\mathrm{kN}$ 이다. 케이블이 하중의 대부분을 분담하고 보는 약 0.91 kN만 부담한다.

7급 국가직 건축구조학 기출문제모두CBT · moducbt.com

23년 1회차

총 25문항 · 객관식 · 정답·해설 포함

문제 1

그림과 같은 목재 접합부의 이음은?

1맞댄이음

2빗이음

3따낸이음

4겹친이음

정답 및 해설

두 목재의 끝면을 그대로 맞대고 양면에 철판을 덧대어 볼트로 조인 형태이므로 맞댄이음이다.

맞댄이음은 부재를 따내거나 겹치지 않고 마구리끼리 맞댄 뒤, 이음 부위를 덧판(철판)과 볼트로 보강해 힘을 전달한다.

빗이음: 이음면을 비스듬히 경사지게 잘라 맞추는 방식으로, 그림처럼 이음면이 부재축에 직각이 아니다.
따낸이음: 각 부재의 일부를 따내어 서로 물리게 끼우는 방식으로, 그림에는 따낸 부분이 없다.
겹친이음: 두 부재를 옆으로 겹쳐 대고 볼트·못으로 고정하는 방식으로, 부재가 동일 축선에서 맞대어지지 않는다.

문제 2

일반 구조용 탄소강의 응력－변형도 곡선에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

1탄성영역: 응력과 변형도가 탄성관계를 가지는 영역

2소성영역: 변형도의 증가 없이 응력만 증가하는 영역

3변형도 경화영역: 항복영역 이후 변형도가 증가하면서 응력이 비선형적으로 증가되는 영역

4파괴영역: 변형도는 증가하지만 응력은 오히려 줄어드는 부분으로 네킹현상에 의하여 단면적이 현저하게 감소하는 영역

정답 및 해설

옳지 않은 것은 소성영역에 대한 설명이다.

소성영역(항복 구간)은 응력이 거의 일정한 채 변형도만 증가하는 영역이다. 변형도 증가 없이 응력만 증가한다는 설명은 거꾸로 되어 있다.

탄성영역: 응력과 변형도가 비례(탄성)하는 구간으로 옳다.
변형도 경화영역: 항복 이후 변형도 증가와 함께 응력이 다시 비선형적으로 상승하는 구간으로 옳다.
파괴영역: 최대응력 이후 네킹으로 단면적이 줄어 응력이 감소하는 구간으로 옳다.

문제 3

국부좌굴이 발생하기 전에 압축요소에 항복응력이 발생할 수 있으나 소성힌지의 회전능력을 갖지 못하는 단면은?

1조밀단면

2비조밀단면

3세장판단면

4유효순단면

정답 및 해설

설명에 해당하는 단면은 비조밀단면이다.

비조밀단면은 국부좌굴 전에 압축요소가 항복에 도달할 수는 있지만, 소성힌지를 형성해 회전할 능력은 없는 단면이다.

조밀단면: 국부좌굴 전에 완전소성응력분포에 도달하고 소성힌지 회전능력까지 확보하는 단면이다.
세장판단면: 압축요소가 항복하기 전에 탄성 국부좌굴이 먼저 일어나는 단면이다.
유효순단면: 인장재에서 전단지연을 고려한 단면적 개념으로, 국부좌굴에 따른 단면 분류가 아니다.

문제 4

강구조 연결 설계기준에 따른 용접에 대한 설명으로 옳은 것은?

1필릿용접의 유효목두께는 유효길이의 0.7배로 한다.

2플러그용접의 최소 중심간격은 공칭구멍직경의 2배로 한다.

3강도를 기반으로 하여 설계되는 필릿용접의 최소길이는 공칭 용접치수의 2배 이상으로 하여야 한다.

4플러그용접 및 슬롯용접의 유효전단면적은 접합면에서의 구멍 또는 슬롯의 공칭단면적으로 한다.

정답 및 해설

옳은 것은 플러그·슬롯용접의 유효전단면적을 접합면에서 구멍 또는 슬롯의 공칭단면적으로 한다는 설명이다.

플러그·슬롯용접은 구멍을 채운 용착금속이 접합면에서 전단에 저항하므로, 그 면의 공칭단면적이 유효전단면적이 된다.

필릿용접의 유효목두께: 유효길이가 아니라 용접치수(다리길이)의 0.7배로 한다.
플러그용접의 최소 중심간격: 공칭구멍직경의 2배가 아니라 4배 이상이다.
필릿용접의 최소길이: 강도 기반 설계 시 공칭 용접치수의 2배가 아니라 4배 이상이어야 한다.

문제 5

건축물 내진설계기준에서 지진력저항시스템에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

1내력벽시스템은 수직하중과 함께 횡하중을 벽체가 지지하는 지진력저항시스템이다.

2모멘트저항골조시스템은 수직하중과 횡하중을 보와 기둥으로 구성된 모멘트골조가 저항하는 지진력저항시스템이다.

3역추형시스템은 바닥에 고정된 캔틸레버 기둥처럼 거동하며 횡력을 지지하는 지진력저항시스템이다.

정답 및 해설

옳지 않은 것은 이중골조시스템에 대한 설명이다.

내력벽시스템: 벽체가 수직하중과 횡하중을 함께 지지하는 시스템으로 옳다.
모멘트저항골조시스템: 보·기둥 모멘트골조가 수직하중과 횡하중에 모두 저항하는 시스템으로 옳다.
역추형시스템: 질량이 상부에 집중되어 바닥에 고정된 캔틸레버 기둥처럼 횡력을 지지하는 시스템으로 옳다.

문제 6

조적식구조 설계에서 묻힌 앵커볼트의 설치에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

1후크형 앵커볼트의 훅의 안지름은 볼트지름의 2배이고, 볼트지름의 1.5배만큼 연장되어야 한다.

2앵커볼트의 최소 묻힘길이(

l_b

)는 볼트직경의 4배 이상 또는 50 mm 이상이어야 한다.

3앵커볼트 간의 최소 중심간격은 볼트직경의 4배 이상이어야 한다.

4앵커볼트와 평행한 조적조의 연단으로부터 앵커볼트의 표면까지 측정되는 최소 연단거리(

l_{be}

)는 40 mm 이상이 되어야 한다.

정답 및 해설

옳지 않은 것은 후크형 앵커볼트 훅의 안지름에 대한 설명이다.

조적식구조 기준에서 훅의 안지름은 볼트지름의 2배가 아니라 3배로 하고, 볼트지름의 1.5배만큼 연장한다.

최소 묻힘길이: 볼트직경의 4배 이상 또는 50 mm 이상으로 옳다.
최소 중심간격: 볼트직경의 4배 이상으로 옳다.
최소 연단거리: 조적조 연단에서 앵커볼트 표면까지 40 mm 이상으로 옳다.

문제 7

건축물 강합성구조 설계기준에서 축력을 받는 매입형 합성부재의 구조제한으로 옳은 것은?

1강재코어의 단면적은 합성기둥 총단면적의 0.8 % 이상으로 한다.

2연속된 길이방향철근의 최소철근비(

\rho_{sr}

)는 0.002로 한다.

3횡방향철근의 중심 간 간격은 직경 D10의 철근을 사용할 경우에는 400 mm 이하로 한다.

4횡방향철근의 최대 간격은 강재 코어의 설계기준 항복강도가 450 MPa을 초과하는 경우는 부재 단면에서 최소 크기의 0.25배를 초과할 수 없다.

정답 및 해설

옳은 것은 강재코어 항복강도가 450 MPa을 초과할 때의 횡방향철근 최대 간격(단면 최소 크기의 0.25배) 규정이다.

고강도 강재코어를 쓰면 콘크리트 구속을 강화해야 하므로 횡방향철근 간격을 더 좁게 제한한다.

강재코어 단면적: 합성기둥 총단면적의 0.8 %가 아니라 1 % 이상이다.
연속된 길이방향철근의 최소철근비: 0.002가 아니라 0.004이다.
횡방향철근 중심 간 간격: D10 철근을 쓸 때는 300 mm 이하이며, 400 mm 이하는 D13 이상을 쓸 때의 값이다.

문제 8

그림과 같이 보 경간의 중앙에 하중(

P

1보 양단에서의 처짐각은 보 길이(

L

)의 제곱에 비례한다.

2보 중앙에서의 처짐은 보 길이(

L

)의 세제곱에 비례한다.

3보의 휨인장응력은 보 단면의 중립축에서 멀어질수록 작아진다.

4보의 처짐각 및 처짐을 줄이기 위해서 보의 폭(

b

)을 2배 크게 하는 것보다 보의 춤(

h

)을 2배 크게 하는 것이 효과적이다.

정답 및 해설

휨응력은 중립축에서 멀어질수록 커진다. 따라서 휨인장응력이 중립축에서 멀어질수록 작아진다는 설명이 옳지 않다.

휨응력은 $\sigma = \dfrac{M y}{I}$ 로 중립축으로부터의 거리 $y$ 에 비례하여, 중립축에서 0이고 단면 끝단에서 최대가 된다.

양단 처짐각: $\theta = \dfrac{P L^2}{16 E I}$ 이므로 보 길이의 제곱에 비례한다.
중앙 처짐: $\delta = \dfrac{P L^3}{48 E I}$ 이므로 보 길이의 세제곱에 비례한다.
단면2차모멘트 $I = \dfrac{b h^3}{12}$ 에서 폭을 2배로 하면 $I$ 가 2배, 춤을 2배로 하면 8배가 되므로 춤을 키우는 편이 처짐각·처짐 감소에 효과적이다.

문제 9

그림과 같이 강재 단순보의 중앙에 집중하중이 작용할 때, 횡비틀림 좌굴강도 보정계수

C_b

의 값은?

C_b

는 안전측으로 1.0을 사용하지 않는 경우이고, 소수점 셋째 자리에서 반올림함

11.11

21.14

31.32

41.67

정답 및 해설

횡비틀림 지지점이 양 지점뿐이므로 비지지 구간은 전 경간이며, 계산하면 Cb ≒ 1.32이다.

2축 대칭부재의 보정계수 식은 다음과 같다.
$C_b = \dfrac{12.5 M_{max}}{2.5 M_{max} + 3 M_A + 4 M_B + 3 M_C}$

중앙 집중하중의 휨모멘트도는 삼각형이므로 1/4점 $M_A = M_C = 0.5 M_{max}$ , 중앙점 $M_B = M_{max}$ 이다.
$C_b = \dfrac{12.5}{2.5 + 1.5 + 4 + 1.5} = \dfrac{12.5}{9.5} = 1.316$

소수점 셋째 자리에서 반올림하면 1.32이다. 1.14는 등분포하중이 작용하는 단순보(양단만 횡지지)의 값이다.

문제 10

건축물 내진설계기준에서 등가정적해석법을 적용할 수 없는 구조물은?

1내진설계범주 ‘A’이고, 높이가 100 m인 정형 구조물

2내진설계범주 ‘B’이고, 6층의 비정형 구조물

3내진설계범주 ‘C’이고, 높이가 70 m인 정형 구조물

4내진설계범주 ‘D’이고, 3층 경량골조구조인 내진등급 II의 정형 구조물

정답 및 해설

등가정적해석법을 적용할 수 없는 것은 내진설계범주 ‘C’이고 높이 70 m인 정형 구조물이다.

내진설계범주 C·D의 정형 구조물에 등가정적해석법을 쓰려면 높이가 70 m 미만이어야 하므로, 높이 70 m인 구조물은 적용 대상에서 벗어난다.

내진설계범주 ‘A’, 높이 100 m 정형 구조물: 범주 A·B는 높이·정형성과 관계없이 적용할 수 있다.
내진설계범주 ‘B’, 6층 비정형 구조물: 같은 이유로 적용할 수 있다.
내진설계범주 ‘D’, 3층 경량골조 정형 구조물: 저층 경량골조 구조물로서 적용 대상에 포함된다.

문제 11

건축물 기초구조 설계기준에서 건축물 기초설계에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

1기초설계 시에는 활하중을 저감할 수 없다.

2고정하중은 기초자중과 기초판에 상재되는 되메우기한 하중을 포함한다.

3기초는 허용지지력을 초과하지 않고, 부등침하가 최소화되도록 설계하여야 한다.

4기초는 건축물 설계하중에 규정된 하중조합 중 가장 불리한 영향에 대해 설계하여야 한다.

정답 및 해설

옳지 않은 것은 기초설계 시 활하중을 저감할 수 없다는 설명이다.

기초설계에서도 건축물 설계하중 기준의 활하중 저감 규정을 적용할 수 있다.

고정하중: 기초자중과 기초판 위 되메우기 흙의 하중을 포함하므로 옳다.
지지력·침하: 허용지지력을 넘지 않고 부등침하가 최소화되도록 설계하므로 옳다.
하중조합: 설계하중 기준의 하중조합 중 가장 불리한 영향에 대해 설계하므로 옳다.

문제 12

지반조사방법 중 지내력 시험에 해당하는 것은?

1보링

2평판재하시험

3베인 테스트

4탄성파식 지하탐사법

정답 및 해설

지내력 시험에 해당하는 것은 평판재하시험이다.

평판재하시험은 기초 저면 위치에 재하판을 놓고 단계적으로 하중을 가해 침하량을 측정하여 지반의 지지력을 직접 구한다.

보링: 지반을 천공해 지층 구성을 확인하고 시료를 채취하는 방법이다.
베인 테스트: 연약 점토의 전단강도(점착력)를 원위치에서 측정하는 시험이다.
탄성파식 지하탐사법: 탄성파 전달속도로 지층의 구성과 깊이를 추정하는 물리탐사이다.

문제 13

직사각형단면 강재 보의 형상계수로 옳은 것은?

11.0

21.5

32.0

42.5

정답 및 해설

직사각형단면의 형상계수는 1.5이다.

형상계수는 소성단면계수를 탄성단면계수로 나눈 값이다.
$f=\dfrac{Z}{S}=\dfrac{bh^2/4}{bh^2/6}$

$f=\dfrac{6}{4}=1.5$

문제 14

콘크리트구조 휨 및 압축 설계기준에서 설계 가정에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

1철근의 응력이 설계기준 항복강도(

f_y

) 이하일 때, 철근의 응력은 변형률에 관계없이 설계기준 항복강도(

f_y

)로 하여야 한다.

2휨모멘트를 받는 부재의 콘크리트 설계기준 압축강도가 40 MPa일 때, 콘크리트 압축연단의 극한변형률은 0.0033으로 가정한다.

3콘크리트 압축응력의 분포와 콘크리트 변형률 사이의 관계는 직사각형, 사다리꼴, 포물선형으로 가정할 수 있다.

4깊은 보가 아닌 일반적인 보의 경우에 철근과 콘크리트의 변형률은 중립축부터 거리에 비례하는 것으로 가정할 수 있다.

정답 및 해설

옳지 않은 것은 철근 응력이 항복강도 이하일 때 변형률과 관계없이 항복강도로 한다는 설명이다.

극한변형률: 설계기준 압축강도 40 MPa 이하에서는 0.0033으로 가정하므로 옳다.
압축응력 분포: 직사각형·사다리꼴·포물선형 등 실험 결과와 부합하는 형태로 가정할 수 있으므로 옳다.
변형률 분포: 깊은 보가 아니면 중립축으로부터의 거리에 비례한다고 가정하므로 옳다.

문제 15

플랫 슬래브에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

1플랫 슬래브는 2방향전단에 대한 내력을 확보할 수 있도록 설계되어야 한다.

2지판은 받침부 중심선에서 각 방향 받침부 중심 간 경간의 1/8 이상을 각 방향으로 연장시켜야 한다.

3플랫 슬래브에서 기둥 상부의 부모멘트에 대한 철근을 줄이기 위하여 지판을 사용할 수 있다.

4플랫 슬래브는 층고를 낮출 수 있고, 거푸집 제작이 용이하여 시공성을 향상시킬 수 있다.

정답 및 해설

옳지 않은 것은 지판의 연장 길이에 대한 설명이다.

지판은 받침부 중심선에서 각 방향 받침부 중심 간 경간의 1/8이 아니라 1/6 이상을 각 방향으로 연장해야 한다.

2방향전단: 보 없이 기둥이 슬래브를 직접 받치므로 뚫림(2방향)전단 내력 확보가 필요하다.
지판 사용: 기둥 상부의 부모멘트 철근을 줄이기 위해 지판을 둘 수 있다.
시공성: 보가 없어 층고를 낮출 수 있고 거푸집이 단순해진다.

문제 16

건축물 설계하중 기준에서 활하중에 대한 설명으로 옳은 것은?

1집회 및 유흥장에서 극장 및 집회장(고정좌석)의 기본등분포활하중 최솟값은 5.0 kN/m²이다.

2활하중은 점유 및 사용에 의하여 발생할 것으로 예상되는 평균 하중이다.

3지붕활하중을 제외한 등분포활하중은 부재의 영향면적이 30 m² 이상인 경우에 저감할 수 있다.

정답 및 해설

옳은 것은 가동성 경량칸막이벽 하중을 기본등분포활하중에 추가하는 규정이다.

사무실 등에서 경량칸막이벽이 설치될 가능성이 있으면 칸막이벽 하중을 더하되, 기본활하중이 이미 충분히 큰 경우에는 제외할 수 있다.

극장·집회장(고정좌석): 기본등분포활하중은 $5.0\,\mathrm{kN/m^2}$ 가 아니라 $4.0\,\mathrm{kN/m^2}$ 이며, 5.0은 이동좌석의 값이다.
활하중의 정의: 평균 하중이 아니라 점유·사용에 의해 발생할 것으로 예상되는 최대 하중이다.
활하중 저감: 영향면적이 $30\,\mathrm{m^2}$ 가 아니라 $36\,\mathrm{m^2}$ 이상일 때 저감할 수 있다.

문제 17

고장력볼트 F10T의 공칭인장강도(

F_{nt}

)와 지압접합의 공칭전단강도(

F_{nv}

F_{nt}

[MPa]　

F_{nv}

[MPa]

1600　400

2600　500

3750　400

4750　500

정답 및 해설

F10T의 값은 $F_{nt}=750\,\mathrm{MPa}$ , $F_{nv}=400\,\mathrm{MPa}$ 이다.

공칭인장강도는 볼트 인장강도 $F_u=1000\,\mathrm{MPa}$ 의 0.75배이다.
$F_{nt}=0.75\times1000=750\,\mathrm{MPa}$

문제 18

1BD부재에 인장력이 작용한다.

2AC부재에 전단력이 작용하지 않는다.

3CD부재에 압축력이 작용한다.

4최대 휨모멘트는 D점에서 발생한다.

정답 및 해설

BD부재(오른쪽 기둥)에는 인장력이 아니라 압축력이 작용하므로 이 설명이 옳지 않다.

AC부재: A에 수평반력이 없으므로 기둥 AC에는 전단력과 휨모멘트가 생기지 않는다.
CD부재: C점의 수평하중이 기둥 AC로 전달되지 않고 보 CD를 통해 B로 전달되므로 보에 압축력 $P$ 가 작용한다.
최대 휨모멘트: BD 기둥의 모멘트는 B에서 0, D에서 $P h$ 로 커지고, 보 CD는 D에서 C로 줄어 0이 되므로 D점에서 최대이다.

문제 19

건축물 내진설계기준에서 평면 비정형성에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

1면외 어긋남: 수직부재의 면외 어긋남 등과 같이 하중전달 경로의 불연속성이 존재하는 경우

2비평행 시스템: 횡력저항 수직 요소가 전체 횡력저항 시스템에 직교하는 주축에 평행하지 않은 경우

3요철형 평면: 돌출한 부분의 치수가 해당하는 방향의 평면치수의 15 %를 초과하면 요철형 평면을 갖는 것으로 간주한다.

정답 및 해설

옳지 않은 것은 비틀림 비정형의 판정 기준이다.

면외 어긋남: 수직부재의 면외 어긋남처럼 하중전달 경로가 불연속인 경우로 옳다.
비평행 시스템: 횡력저항 수직요소가 직교 주축에 평행하지 않은 경우로 옳다.
요철형 평면: 돌출 부분이 해당 방향 평면치수의 15 %를 초과하는 경우로 옳다.

문제 20

13.5 kNㆍm

25.0 kNㆍm

37.5 kNㆍm

410.0 kNㆍm

정답 및 해설

모멘트 분배법으로 구하면 절점 B의 모멘트 절댓값은 5.0 kN·m이다.

OB 분배율은 $\dfrac{2}{1+2+3} = \dfrac{1}{3}$ 이므로 $M_{OB} = 30 \times \dfrac{1}{3} = 10\,\mathrm{kN \cdot m}$ 이다.

고정단 B로의 전달률은 1/2이므로 $M_{BO} = 10 \times \dfrac{1}{2} = 5.0\,\mathrm{kN \cdot m}$ 이다.

문제 21

콘크리트구조 정착 및 이음 설계기준에서 압축 이형철근의 정착에 대한 설명으로 옳지 않은 것은? (단,

\lambda

: 경량콘크리트 계수,

d_b

: 철근 공칭지름,

A_s

: 철근 단면적이다)

1압축 이형철근의 정착길이(

l_d

)는 기본정착길이(

l_{db}

)에 보정계수를 곱하여 구한다.

2압축 이형철근의 정착길이(

l_d

)는 항상 200 mm 이상이어야 한다.

3압축 이형철근의 기본정착길이(

l_{db}

)는

\dfrac{0.25d_bf_y}{\lambda\sqrt{f_{ck}}}

에 따라 구하여야 한다. 다만, 이 값은

0.043d_bf_y

이상이어야 한다.

4해석 결과 요구되는 철근량을 초과하여 배치한 경우에 보정계수는

\left(\dfrac{\text{배근}A_s}{\text{소요}A_s}\right)

이다.

정답 및 해설

옳지 않은 것은 초과 배근 시 보정계수에 대한 설명이다.

정착길이 산정: 기본정착길이에 보정계수를 곱해 구하므로 옳다.
최소 정착길이: 항상 200 mm 이상이어야 하므로 옳다.
기본정착길이: $\dfrac{0.25d_bf_y}{\lambda\sqrt{f_{ck}}}$ 로 구하고 $0.043d_bf_y$ 이상이어야 하므로 옳다.

문제 22

콘크리트구조 전단 및 비틀림 설계기준에서 전단설계에 대한 설명으로 옳지 않은 것은? (단,

s

: 전단철근 간격,

A_v

: 전단철근 간격 내의 전단철근 전체단면적,

f_{yt}

: 전단철근 설계기준 항복강도이다)

1철근콘크리트 부재의 경우, 주인장 철근에 30 ° 이상의 각도로 구부린 굽힘철근을 전단철근으로 사용할 수 있다.

2벽체의 전단철근 또는 용접 이형철망을 사용할 경우, 전단철근의 설계기준 항복강도는 600 MPa을 초과할 수 없다.

3부재축에 직각인 전단철근을 사용하는 경우, 전단철근 전단강도(

V_s

)는

\dfrac{A_vf_{yt}d}{s}

로 계산한다. 단, 전단철근 전단강도(

V_s

)는

0.2\left(1-\dfrac{f_{ck}}{250}\right)f_{ck}b_wd

이하로 하여야 한다.

4콘크리트 전단강도(

V_c

정답 및 해설

옳지 않은 것은 콘크리트 전단강도 결정 시 축방향 인장력과 경사진 휨압축력의 영향을 고려할 필요가 없다는 설명이다.

구속된 부재의 크리프·건조수축에 의한 축방향 인장력과, 깊이가 변하는 부재의 경사진 휨압축력은 모두 고려해야 한다.

굽힘철근: 주인장철근에 30° 이상의 각도로 구부린 굽힘철근은 전단철근으로 쓸 수 있으므로 옳다.
항복강도 상한: 벽체의 전단철근이나 용접 이형철망은 600 MPa까지 허용되므로 옳다.
수직 전단철근의 강도: $V_s=\dfrac{A_vf_{yt}d}{s}$ 로 계산하고 제시된 상한 이하로 제한하므로 옳다.

문제 23

다음 철근콘크리트 부재의 강도감소계수 값은?

○ 프리스트레스를 가하지 않고, 띠철근으로 보강된 철근콘크리트 부재임
○ 순인장변형률(

\epsilon_t

)이 압축지배 변형률 한계와 인장지배 변형률 한계 사이에 있음
○ 보 단면의 최외단 인장철근의 순인장변형률(

\epsilon_t

): 0.00425
○ 인장철근의 설계기준 항복강도(

f_y

): 400 MPa

10.65

20.70

30.80

40.85

정답 및 해설

강도감소계수는 0.80이다.

$\phi=0.65+0.20\times\dfrac{\varepsilon_t-0.002}{0.005-0.002}$
$=0.65+0.20\times\dfrac{0.00225}{0.003}$
$=0.65+0.15=0.80$

문제 24

콘크리트구조 전단 및 비틀림 설계기준에서 벽체의 수직전단철근의 간격(

s_v

)에 대한 설명이다. (가) ～ (다)에 들어갈 내용을 바르게 연결한 것은?

계수 전단력

V_u

가

\dfrac{\phi V_c}{2}

를 초과하는 경우, 수직전단철근의 간격(

s_v

)은 (가) 이하, (나) 이하, 또한 (다) 이하로 하여야 한다. (단,

l_w

: 벽체 수평길이,

h

: 벽체 두께이다)

(가)　(나)　(다)

\dfrac{l_w}{3}

3h

　450 mm

\dfrac{l_w}{3}

5h

　500 mm

\dfrac{l_w}{5}

3h

　450 mm

\dfrac{l_w}{5}

5h

　500 mm

정답 및 해설

수직전단철근 간격은 $\dfrac{l_w}{3}$ 이하, $3h$ 이하, 450 mm 이하이다.

수평전단철근 간격은 $\dfrac{l_w}{5}$ , $3h$ , 450 mm 이하로 제한하는 반면, 수직전단철근은 첫 항목이 $\dfrac{l_w}{3}$ 이다.

$\dfrac{l_w}{3}$ , $5h$ , 500 mm 조합: 두께와 절대 간격 한도가 기준보다 크다.
$\dfrac{l_w}{5}$ , $3h$ , 450 mm 조합: 수평전단철근의 간격 기준이다.
$\dfrac{l_w}{5}$ , $5h$ , 500 mm 조합: 세 항목 모두 수직전단철근 기준과 다르다.

문제 25

14.55 kN

25.50 kN

39.09 kN

411.0 kN

정답 및 해설

보 자유단의 처짐과 케이블 신장량이 같다는 변형 적합조건으로 풀면 장력은 9.09 kN이다.

케이블 장력을 $T$ 라 하면 보 끝에는 $(10 - T)$ 가 작용한다.
$\dfrac{(10 - T) L^3}{3 E I} = \dfrac{T L_c}{E A}$

$\dfrac{10 - T}{60} = \dfrac{T}{600}$ 에서 $11T = 100$ , $T = 9.09\,\mathrm{kN}$ 이다. 케이블이 하중의 대부분을 분담하고 보는 약 0.91 kN만 부담한다.