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

22년 1회차

총 25문항 · 객관식 · A4 약 1장

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7급 국가직 건축구조학 기출문제모두CBT · moducbt.com

22년 1회차

총 25문항 · 객관식 · 정답·해설 포함

문제 1

건축물 기초구조 설계기준에서 영구케이싱이 없는 현장타설콘크리트 말뚝에 적용된 콘크리트의 설계기준압축강도가 30 MPa일 경우, 압축을 받는 콘크리트의 최대 허용압축응력[MPa]은? (단, 말뚝 재료의 허용응력 저감은 적용하지 않는다)

19.0

29.9

312.0

415.0

정답 및 해설

영구케이싱이 없는 현장타설콘크리트 말뚝의 최대 허용압축응력은 9.0 MPa이다.

케이싱이 없는 현장타설말뚝은 허용압축응력을 설계기준압축강도의 0.3배로 제한한다.
$f_a = 0.3 f_{ck}$
$= 0.3 \times 30 = 9.0\ \mathrm{MPa}$

9.9 MPa는 0.33배에 해당해 케이싱 없는 말뚝의 한계를 넘는다.
12.0 MPa는 0.4배에 해당해 기준보다 크다.
15.0 MPa는 0.5배로 허용응력 개념에서 지나치게 큰 값이다.

문제 2

목구조 내구계획 및 방부공법에 관한 설명으로 옳은 것은?

1지붕처마와 채양은 채광 및 구조상 지장이 없는 한 길게 한다.

2방부공법 중 구조법을 최소화하고, 방부제처리법을 우선 적용한다.

3사용연수는 건축물 전체와 각 부위, 부품, 기구마다 추정하고, 성능저하에 따른 추정치로 구한다.

4구조체는 썩음에 의한 추정치를 기본으로 하고, 썩음 방지를 위한 처리방법을 고려하여 설계한다.

정답 및 해설

목구조 내구계획에서 지붕처마와 채양은 채광 및 구조상 지장이 없는 한 길게 한다는 설명이 옳다.

처마·채양을 길게 내면 외벽과 접합부에 빗물이 닿는 것을 줄여 목재의 함수율 상승과 썩음을 막는다. 방부는 이런 구조법을 우선하고 방부제처리법은 보완적으로 쓴다.

방부공법은 구조법을 우선 적용하므로, 구조법을 최소화하고 방부제처리법을 우선한다는 설명은 순서가 뒤바뀌었다.
사용연수는 부위·부품마다 추정하되 성능저하에 따른 추정치만이 아니라 사회적 요인에 따른 추정치도 함께 고려해 정한다.
구조체는 썩음에 의한 추정치가 아니라 사회적 요인에 따른 사용연수를 기본으로 하고, 그 기간 동안 성능이 유지되도록 썩음 방지 처리방법을 고려해 설계한다.

문제 3

지반침하가 구조물에 손상을 야기할 가능성이 있는 경우 세워야 할 대책으로 옳지 않은 것은?

1지반침하에 따라 기초도 변형하도록 한다.

2지반침하의 진행에 따라 침하량을 조절하는 장치를 기초구조에 사용한다.

3지반침하에 따라 발생되는 응력에 대해 기초가 충분한 강도를 가지도록 한다.

4침하 발생 가능성이 높은 부분의 기초에 구조물 상부에서 전달되는 응력을 높여 힘이 분산되지 않도록 한다.

정답 및 해설

침하 우려 부분에 상부 응력을 높여 집중시키는 것은 침하를 키우므로 옳지 않은 대책이다.

지반침하 대책은 접지압을 줄이고 하중을 분산시키거나, 기초가 변형에 추종·저항하도록 하는 방향이다.

기초가 지반침하에 따라 변형하도록 하여 무리한 응력 발생을 피하는 것은 올바른 대책이다.
침하량을 조절하는 장치(잭업 등)를 기초에 두는 것은 올바른 대책이다.
침하로 생기는 응력에 대해 기초가 충분한 강도를 갖게 하는 것은 올바른 대책이다.

문제 4

강구조에서 볼트접합의 파괴형식으로 옳지 않은 것은?

1인장파괴

2지압파괴

3전단파괴

4휨파괴

정답 및 해설

볼트접합의 파괴형식에 휨파괴는 해당하지 않는다.

볼트는 축방향 인장, 축직각 전단, 판과의 지압으로 힘을 전달하므로 파괴도 이 경로를 따라 일어난다.

인장파괴는 볼트 축방향 인장력에 의한 볼트 파단이다.
지압파괴는 볼트가 피접합판 구멍을 눌러 판이 찢기거나 변형되는 파괴이다.
전단파괴는 접합면에서 볼트 축이 잘리는 파괴이다.

문제 5

건축물 강구조 설계기준에 따른 합성부재의 일반사항에 관한 설명으로 옳은 것은?

1충전형 합성부재는 국부좌굴을 고려할 필요가 없다.

2매입형 합성부재는 국부좌굴의 영향을 고려해야 한다.

3합성단면의 공칭강도를 결정할 때, 콘크리트의 인장강도를 고려해야 한다.

4합성단면의 공칭강도는 소성응력분포법 또는 변형률적합법에 따라 결정한다.

정답 및 해설

합성단면의 공칭강도는 소성응력분포법 또는 변형률적합법으로 결정한다.

합성부재 강도 산정 시 콘크리트의 인장강도는 무시하며, 국부좌굴은 강재가 외부에 노출된 충전형에서만 문제가 된다.

충전형 합성부재는 강관이 외피를 이루므로 단면을 콤팩트·비콤팩트·세장으로 분류해 국부좌굴을 고려한다.
매입형 합성부재는 강재가 콘크리트에 둘러싸여 국부좌굴의 영향을 고려하지 않는다.
공칭강도 결정 시 콘크리트 인장강도는 고려하지 않는다.

문제 6

건축물 내진설계기준에서 지진력저항시스템에 대한 설계계수로 옳지 않은 것은? (단, 반응수정계수는

R

, 시스템초과강도계수는

\Omega_0

, 변위증폭계수는

C_d

이다)

1내력벽시스템의 철근콘크리트 보통전단벽:

R = 4.0,\ \Omega_0 = 2.5,\ C_d = 4.0

2건물골조시스템의 철근콘크리트 특수전단벽:

R = 5.0,\ \Omega_0 = 2.5,\ C_d = 5.0

3모멘트－저항골조시스템의 철골 보통모멘트골조:

R = 3.5,\ \Omega_0 = 3.0,\ C_d = 3.0

4특수모멘트골조를 가진 이중골조시스템의 철골 편심가새골조:

R = 8.0,\ \Omega_0 = 2.5,\ C_d = 4.0

정답 및 해설

건물골조시스템의 철근콘크리트 특수전단벽은 반응수정계수가 6.0이므로 $R = 5.0$ 은 옳지 않다.

특수전단벽은 연성 상세를 갖추어 보통전단벽보다 큰 반응수정계수를 적용하며, 시스템초과강도계수 2.5와 변위증폭계수 5.0은 맞다.

내력벽시스템 철근콘크리트 보통전단벽의 $R = 4.0,\ \Omega_0 = 2.5,\ C_d = 4.0$ 은 기준값과 같다.
철골 보통모멘트골조의 $R = 3.5,\ \Omega_0 = 3.0,\ C_d = 3.0$ 은 기준값과 같다.
특수모멘트골조를 가진 이중골조의 철골 편심가새골조 $R = 8.0,\ \Omega_0 = 2.5,\ C_d = 4.0$ 은 기준값과 같다.

문제 7

건축물 강구조 설계기준의 용어에 대한 설명으로 옳은 것은?

1좌굴방지시스템: 좌굴방지가새골조에서 강재케이싱의 좌굴을 구속하는 시스템

2지레작용: 하중점과 볼트, 접합된 부재의 반력 사이에서 지렛대와 같은 거동에 의해 부재에 작용하는 인장력이 증폭되는 작용

3인장역작용: 플랫트러스와 유사하게 전단력이 작용할 때 웨브의 대각방향으로 압축력이 발생하고 수직스티프너에 인장력이 발생하는 패널의 거동

4서브머지드아크용접: 두 모재의 접합부에 입상의 용제, 즉 플럭스를 놓고 그 플럭스 속에서 용접봉과 모재 사이에 아크를 발생시켜 그 열로 용접하는 방법

정답 및 해설

서브머지드아크용접은 입상 플럭스 속에서 아크를 발생시켜 용접하는 방법이라는 정의가 옳다.

나머지 용어는 구속 대상·증폭 대상·응력 방향이 뒤바뀌어 있다.

좌굴방지시스템은 강재케이싱이 아니라 강재코어의 좌굴을 구속하는 시스템이다.
지레작용으로 증폭되는 것은 부재가 아니라 볼트에 작용하는 인장력이다.
인장역작용은 프랫트러스와 유사하게 웨브 대각방향에 인장력, 수직스티프너에 압축력이 생기는 거동으로, 압축과 인장이 반대로 서술되었다.

문제 8

허용응력설계법과 강도설계법에 의한 조적식구조 설계에서 28일 양생일 때 조적의 규정 압축강도가 20 MPa인 콘크리트 조적재의 탄성계수(

E_m

)와 전단탄성계수(

G

)는? (단, 탄성계수와 전단탄성계수에 대한 별도의 실험을 실시하지 않은 경우이다)

E_m = 15{,}000\ \text{MPa},\ G = 6{,}000\ \text{MPa}

E_m = 15{,}000\ \text{MPa},\ G = 7{,}500\ \text{MPa}

E_m = 20{,}000\ \text{MPa},\ G = 8{,}000\ \text{MPa}

E_m = 20{,}000\ \text{MPa},\ G = 10{,}000\ \text{MPa}

정답 및 해설

콘크리트 조적재의 탄성계수는 15,000 MPa, 전단탄성계수는 6,000 MPa이다.

실험을 하지 않은 콘크리트 조적조는 탄성계수를 규정 압축강도의 750배, 전단탄성계수를 탄성계수의 0.4배로 본다.
$E_m = 750 f_m' = 750 \times 20 = 15{,}000\ \mathrm{MPa}$
$G = 0.4 E_m = 0.4 \times 15{,}000 = 6{,}000\ \mathrm{MPa}$

전단탄성계수 7,500 MPa는 탄성계수의 0.5배로 계산한 값이어서 맞지 않다.
탄성계수 20,000 MPa는 압축강도의 1,000배로 계산한 값이어서 맞지 않다.

문제 9

전체 길이 L에 걸쳐 재질과 단면 형상이 동일한 캔틸레버 보의 자유단에 집중하중 P가 작용할 때, 단면 형상이 (가)에서 (나)로 변경될 경우 옳지 않은 것은? (단, 보의 자중은 무시하며, P는 0보다 크고 단면의 치수를 제외한 모든 조건은 동일하다)

1최대 휨모멘트는 변화가 없다.

2최대 휨응력은 2배 증가한다.

3최대 전단응력은 2배 증가한다.

4최대 처짐은 4배 증가한다.

정답 및 해설

단면 (가)에서 (나)로 바뀌어도 단면적은 같으므로 최대 전단응력은 변하지 않는다. 전단응력이 2배 증가한다는 설명이 옳지 않다.

직사각형 단면의 최대 전단응력은 $\tau_{max}=\dfrac{3V}{2A}$ 이고, 두 단면 모두 $A=2a^2$ , 전단력 $V=P$ 로 같다.

최대 휨모멘트: 하중과 경간이 같으므로 고정단에서 $PL$ 로 변화가 없다.
최대 휨응력: $\sigma=\dfrac{6M}{bh^2}$ 에서 (가)는 $\dfrac{6M}{4a^3}$ , (나)는 $\dfrac{6M}{2a^3}$ 이므로 2배 증가한다.
최대 처짐: $\delta=\dfrac{PL^3}{3EI}$ 에서 단면2차모멘트가 $\dfrac{8a^4}{12}$ 에서 $\dfrac{2a^4}{12}$ 로 1/4이 되므로 4배 증가한다.

문제 10

건축구조기준의 구조검사 및 실험에서 콘크리트구조의 시공에 대한 특별검사 중 지속적인 특별검사에 해당하는 것은?

1프리캐스트 콘크리트 부재의 설치에 대한 검사

2양생온도와 양생방법이 적절한지 여부에 대한 검사

3배합설계와 일치하는 배합을 사용하는지에 대한 검사

4콘크리트 타설 및 설치 방법의 기술적 적합성에 대한 검사

정답 및 해설

콘크리트 타설 및 설치 방법의 기술적 적합성 검사는 지속적인 특별검사에 해당한다.

타설은 한 번 진행되면 되돌릴 수 없어 작업 중 상시 입회가 필요하고, 나머지 항목은 일정 시점마다 확인하는 주기적 특별검사이다.

프리캐스트 콘크리트 부재의 설치 검사는 주기적인 특별검사이다.
양생온도와 양생방법의 적절성 검사는 주기적인 특별검사이다.
배합설계와 일치하는 배합 사용 여부 검사는 주기적인 특별검사이다.

문제 11

고층 건축물의 구조시스템에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

1가새－튜브시스템은 횡강성 및 전단지연 효과를 증대시킨다.

2다이아그리드 시스템은 대각 가새를 통해 중력하중과 횡하중을 동시에 전달한다.

3골조－전단벽 시스템은 횡하중에 대하여 골조의 전단변형과 전단벽의 휨변형을 통해 저항한다.

4아웃리거 시스템은 횡변위를 제어하기 위해서 건물의 일부층을 강성이 큰 벽체나 트러스 형태의 구조물로 내부코어와 외부 기둥을 연결한다.

정답 및 해설

가새-튜브시스템은 횡강성을 높이고 전단지연 효과를 감소시키므로, 증대시킨다는 설명이 옳지 않다.

골조튜브는 외주 기둥의 축력 분포가 고르지 않은 전단지연이 생기는데, 외곽에 대각 가새를 넣으면 힘이 고르게 분배되어 이 효과가 줄어든다.

다이아그리드는 대각부재가 중력하중과 횡하중을 동시에 전달하는 시스템이다.
골조-전단벽 시스템은 골조의 전단변형과 전단벽의 휨변형이 상호작용하며 횡하중에 저항한다.
아웃리거는 강성이 큰 벽체·트러스로 코어와 외부 기둥을 연결해 횡변위를 제어한다.

문제 12

강도설계법에 의한 콘크리트구조 설계 시 강재에 대한 설명으로 옳은 것은?

1원형철근을 나선철근이나 강선으로 사용할 수 있다.

2철근은 아연도금 또는 에폭시수지 도막을 할 수 없다.

3확대머리 전단스터드에서 확대머리의 지름은 전단스터드 지름의

\sqrt{8}

배 이상이어야 한다.

4철근의 응력－변형률 곡선에서 항복점이 뚜렷하게 나타나는 경우에는 항복점에서의 응력을 인장강도로 한다.

정답 및 해설

콘크리트구조에서 원형철근은 나선철근이나 강선으로 사용할 수 있다.

주철근은 이형철근을 쓰는 것이 원칙이지만, 나선철근·강선은 예외적으로 원형철근이 허용된다.

철근에는 아연도금이나 에폭시수지 도막을 할 수 있다.
확대머리 전단스터드의 머리 지름은 스터드 지름의 $\sqrt{8}$ 배가 아니라 $\sqrt{10}$ 배 이상이어야 한다.
항복점이 뚜렷한 철근은 항복점 응력을 인장강도가 아니라 항복강도로 한다.

문제 13

철근콘크리트 보 부재단면에서 인장철근과 함께 압축철근을 배치한 복철근보가 단철근보에 비하여 가지는 장점이 아닌 것은?

1부재의 장기처짐을 감소시킬 수 있다.

2부재의 연성이 감소되지만 휨강도는 증가된다.

3휨모멘트 방향의 변화 발생 시 휨저항 성능을 향상시킨다.

4전단철근 배근 시 철근 조립의 편의에 따른 시공성을 향상시킨다.

정답 및 해설

압축철근을 배치하면 연성은 증가하므로, 연성이 감소된다는 설명은 복철근보의 장점이 아니다.

압축철근이 압축력 일부를 부담해 중립축 깊이가 얕아지고 인장철근 변형률이 커져 연성이 향상된다.

압축철근은 콘크리트 크리프를 억제해 장기처짐을 줄인다.
휨모멘트 방향이 바뀌어도 상·하부 철근이 모두 저항하므로 휨저항 성능이 좋아진다.
스터럽을 걸 수 있는 상부 철근이 있어 철근 조립이 편해진다.

문제 14

중심압축력을 받는 강구조 단일 압축재에서 양단부의 지지조건이 다음과 같을 때, 압축재 A의 면내탄성좌굴하중은 압축재 B의 몇 배인가?

○ 압축재 A: 양단 회전구속, 양단 이동구속
○ 압축재 B: 양단 회전자유, 양단 이동구속
○ 유효좌굴길이계수는 이론값으로 산정하고, 지지조건 외 모든 조건은 동일함
○ 면외방향좌굴은 발생하지 않으며, 자중의 효과는 무시함

10.25배

20.5배

32.0배

44.0배

정답 및 해설

압축재 A의 탄성좌굴하중은 B의 4.0배이다.

양단 고정(회전·이동 구속)의 유효좌굴길이계수는 0.5, 양단 핀(회전 자유·이동 구속)은 1.0이다.

탄성좌굴하중은 유효좌굴길이의 제곱에 반비례한다.
$P_{cr} = \dfrac{\pi^2 EI}{(KL)^2}$
$\dfrac{P_A}{P_B} = \dfrac{(1.0)^2}{(0.5)^2} = 4.0$

0.25배는 A와 B의 비를 거꾸로 잡은 값이다.
0.5배와 2.0배는 길이계수의 제곱을 하지 않고 1차 비로 계산한 값이다.

문제 15

그림과 같은 정정트러스에서 부재

U_1

(FG)에 대한 부재력의 절대값[kN]은? (단, 부재의 자중은 무시한다)

정답 및 해설

절단법으로 풀면 부재 FG의 부재력 절댓값은 3 kN(압축)이다.

하중이 좌우 대칭(1+2+2+2+1=8 kN)이므로 반력은 $R_A=R_B=4\,\mathrm{kN}$ 이다.

FG·CG·CD를 지나도록 자르고 왼쪽 부분에서 절점 C에 대한 모멘트를 취한다. F점 하중은 C와 같은 연직선 위에 있어 모멘트가 0이다.
$(4-1)\times 2 = F_{FG}\times 2$
$F_{FG}=3\,\mathrm{kN}$

상현재는 압축재로 작용하며, 절댓값을 묻으므로 3 kN이 된다.

문제 16

그림과 같은 철근콘크리트 연속보에서 AB부재와 CD부재의 직사각형 보 전체 깊이가 동일하도록 하는 캔틸레버 경간길이(L)는?

○ 각 부재의 보 전체 깊이는 처짐을 계산하지 않는 경우의 최소 두께 규정에 의한 최솟값으로 함
○ 큰 처짐에 의해 손상되기 쉬운 칸막이벽이나 기타 구조물을 지지 또는 부착하지 않은 보임
○ 설계기준항복강도 400 MPa의 철근과 보통중량콘크리트를 전 구간에 사용함

13.0 m

23.5 m

34.0 m

45.0 m

정답 및 해설

캔틸레버 AB와 양단연속 CD의 최소 깊이를 같게 놓으면 L = 4.0 m이다.

처짐을 계산하지 않는 보의 최소 두께는 캔틸레버 l/8, 양단연속 l/21이며, 설계기준항복강도 400 MPa·보통중량콘크리트이므로 보정계수는 1.0이다.

CD부재(양단연속): $h=\dfrac{10500}{21}=500\,\mathrm{mm}$
AB부재(캔틸레버): $\dfrac{L}{8}=500\,\mathrm{mm}$
$L=4000\,\mathrm{mm}=4.0\,\mathrm{m}$

문제 17

철근콘크리트 2방향 슬래브의 배근 상세에 대한 설명으로 옳은 것은?

1외부 모퉁이의 특별 보강철근은 모퉁이부터 긴 경간의 1/6 길이만큼 각 방향에 배치하여야 한다.

2와플구조나 리브구조가 아닌 슬래브 위험단면의 철근 간격은 슬래브 두께의 3배 이하 또한 450 mm 이하로 하여야 한다.

3보가 없는 슬래브에서 굽힘철근은 슬래브 두께와 경간의 비가 굽힘철근의 굽힘각도가 30 ° 이하로 배근될 수 있는 경우에만 사용하여야 한다.

4벽체로 지지된 불연속 단부에 직각방향인 정모멘트에 대한 철근은 슬래브의 끝까지 연장하여 직선 또는 갈고리로 150 mm 이상 벽체 속에 묻어야 한다.

정답 및 해설

벽체로 지지된 불연속 단부에 직각인 정모멘트 철근은 슬래브 끝까지 연장해 150 mm 이상 벽체에 묻어야 한다는 설명이 옳다.

나머지는 기준의 길이·간격·각도 값이 바뀌어 있다.

외부 모퉁이 특별 보강철근은 긴 경간의 1/6이 아니라 1/5 길이만큼 각 방향에 배치한다.
위험단면 철근 간격은 슬래브 두께의 2배 이하, 300 mm 이하로 하여야 한다.
보가 없는 슬래브의 굽힘철근은 굽힘각도를 30°가 아니라 45° 이하로 배근할 수 있는 경우에 사용한다.

문제 18

수직전단철근 배근간격이 200 mm인 철근콘크리트 보의 설계전단강도와 콘크리트 설계전단강도가 각각

\phi V_n = 100\ \text{kN}

\phi V_c = 40\ \text{kN}

이다. 보의 수직전단철근 배근간격을 150 mm로 변경할 경우, 보의 설계전단강도

\phi V_n

[kN]는? (단, 수직전단철근 배근 간격 변화 이외의 보 상세 변화는 없으며, 전단철근의 공칭전단강도 또한 최대한계값을 초과하지 않는다)

185

2115

3120

4125

정답 및 해설

간격을 150 mm로 줄이면 설계전단강도는 120 kN이 된다.

전단철근 부담분은 간격에 반비례하고, 콘크리트 부담분은 변하지 않는다.
$\phi V_s = 100 - 40 = 60\ \mathrm{kN}\ (s = 200\ \mathrm{mm})$
$\phi V_s' = 60 \times \dfrac{200}{150} = 80\ \mathrm{kN}$
$\phi V_n = 40 + 80 = 120\ \mathrm{kN}$

85 kN은 전단철근 부담분을 간격에 비례해 줄인 값이다.
115 kN과 125 kN은 반비례 관계를 정확히 적용하지 않은 값이다.

문제 19

강축휨을 받는 2축대칭 H형강 콤팩트 부재의 횡좌굴강도에 대한 설명으로 옳지 않은 것은? (단,

L_b

는 보의 비지지길이,

L_p

는 소성한계비지지길이,

L_r

은 탄성한계비지지길이이다)

1횡좌굴강도산정 시 탄성한계횡좌굴모멘트는 항복휨모멘트의 90 %로 간주한다.

L_b \le L_p

인 경우, 보의 압축플랜지가 횡방향으로 매우 좁은 간격으로 지지되어, 소성휨모멘트가 보의 횡좌굴강도가 된다.

L_p < L_b \le L_r

인 경우, 비탄성거동에 의한 횡비틀림좌굴이 발생하며, 보의 비지지길이가 증가함에 따라 횡좌굴강도가 감소한다.

L_b > L_r

인 경우, 단면의 어느 부분도 항복하지 않고 조기에 횡비틀림좌굴이 발생하여 탄성횡비틀림좌굴모멘트에 의해 보의 횡좌굴강도가 결정된다.

정답 및 해설

탄성한계횡좌굴모멘트는 항복휨모멘트의 70 %로 간주하므로 90 %라는 설명이 옳지 않다.

잔류응력 영향을 반영해 $M_r = 0.7 F_y S_x$ 로 두며, 비지지길이에 따라 세 구간으로 횡좌굴강도가 정해진다.

$L_b \le L_p$ 이면 횡좌굴 없이 소성휨모멘트가 강도가 된다.
$L_p \lt L_b \le L_r$ 이면 비탄성 횡비틀림좌굴이 생기고 비지지길이가 길수록 강도가 줄어든다.
$L_b \gt L_r$ 이면 항복 전 탄성 횡비틀림좌굴모멘트가 강도를 결정한다.

문제 20

철근콘크리트 장선구조에 대한 설명으로 옳지 않은 것은? (단, 장선에 사용되는 콘크리트 압축강도 이상의 압축강도를 갖는 영구적인 소성점토로 이루어진 충전재가 사용되는 장선구조이다)

1장선 사이의 순간격은 750 mm를 초과하지 않아야 한다.

2장선은 폭이 100 mm 이상이어야 하고, 깊이는 장선 최소 폭의 3.5배 이하이어야 한다.

3충전재가 콘크리트 압축강도 이상이므로 충전재 전체를 전단 및 정모멘트의 강도계산에 포함시킨다.

4영구용 충전재 위의 슬래브 두께는 장선 간 순간격의 1/12 이상 또한 40 mm 이상으로 하여야 한다.

정답 및 해설

충전재 전체를 전단 및 정모멘트 강도계산에 포함시킨다는 설명이 옳지 않다.

충전재가 장선 콘크리트 강도 이상이어도 강도계산에 넣을 수 있는 것은 장선과 접하는 수직 벽체 부분이며, 전단 및 부모멘트 계산에만 포함하고 나머지 부분은 제외한다.

장선 사이 순간격은 750 mm를 초과하지 않아야 한다.
장선 폭은 100 mm 이상, 깊이는 최소 폭의 3.5배 이하이다.
영구 충전재 위 슬래브 두께는 순간격의 1/12 이상 또한 40 mm 이상이다.

문제 21

그림과 같은 1차 부정정 보의 고정단에 발생되는 휨모멘트의 절댓값[kN·m]은? (단, 보의 자중은 무시하며, 보의 전 길이에 걸쳐 재질과 단면의 크기는 동일하다)

140

260

380

4100

정답 및 해설

일단고정·타단롤러 보에 등분포하중이 작용하면 고정단 휨모멘트는 $\dfrac{wL^2}{8}$ 이므로 40 kN·m이다.

롤러 반력은 $R=\dfrac{3wL}{8}$ 로, 이를 이용해 고정단 모멘트를 구한다.

$M=\dfrac{wL^2}{8}=\dfrac{5\times 8^2}{8}=40\,\mathrm{kN\cdot m}$

문제 22

건축물 내진설계기준의 성능기반설계법에 대한 설명으로 옳은 것은?

1기본설계지진은 2,400년 재현주기 지진으로 정의된다.

2정형인 저층건물에서는 비선형 정적해석을 사용할 수 있다.

3내진특등급의 기능수행 검토 시 구조물의 허용층간변위는 3.0 %이다.

4구조체의 설계에 사용되는 밑면전단력의 크기는 등가정적 해석법에 의한 밑면전단력의 65 % 이상이어야 한다.

정답 및 해설

성능기반설계법에서 정형인 저층건물에는 비선형 정적해석을 사용할 수 있다.

비선형 정적해석(푸시오버)은 고차모드 영향이 작은 정형·저층 건물에 적합하다.

2,400년 재현주기 지진은 최대고려지진이며, 기본설계지진은 그보다 작은 수준(최대고려지진의 2/3)이다.
기능수행 수준은 손상을 거의 허용하지 않으므로 3.0 %처럼 큰 허용층간변위를 적용하지 않는다.
설계 밑면전단력의 하한은 등가정적 해석법 밑면전단력의 65 %보다 높게 규정되어 있다.

문제 23

막구조의 해석에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

1B종의 막재는 1 kN/m 이상인 초기장력값을 표준으로 한다.

2막구조의 해석에서 재료 비선형은 무시될 수 있지만 일반적으로 재료이방성은 고려하여 해석을 수행한다.

3막구조에 있어서 막재의 초기장력값은 막구조 형식, 하중, 변형, 시공 및 기타 요인들을 고려하여 결정한다.

4막구조의 해석은 형상해석, 응력－변형도해석, 재단도해석 순서로 이루어지며, 필요 시 시공해석도 수행하여야 한다.

정답 및 해설

B종 막재의 표준 초기장력을 1 kN/m 이상이라고 한 설명이 옳지 않다.

막재 초기장력은 막재 종류별로 표준값이 정해지며, B종은 이보다 큰 값을 표준으로 한다.

막구조 해석에서 재료 비선형은 무시할 수 있으나 날실·씨실 방향 특성이 다른 재료이방성은 고려한다.
초기장력값은 구조 형식, 하중, 변형, 시공 등을 종합해 결정한다.
해석은 형상해석 → 응력-변형도해석 → 재단도해석 순서이며 필요하면 시공해석도 한다.

문제 24

그림과 같은 캔틸레버 보에서 자유단의 처짐식은? (단, 보의 자중은 무시하며, 보의 전 길이에 걸쳐 휨강성 EI는 동일하다)

\dfrac{9PL^3}{128EI}

\dfrac{18PL^3}{128EI}

\dfrac{27PL^3}{128EI}

\dfrac{36PL^3}{128EI}

정답 및 해설

자유단 처짐은 하중점 처짐에 하중점 처짐각에 의한 처짐을 더해 $\dfrac{27PL^3}{128EI}$ 이다.

고정단에서 하중점까지 거리 $a=\dfrac{3L}{4}$ , 하중점에서 자유단까지 $b=\dfrac{L}{4}$ 로 두면 $\delta=\dfrac{Pa^3}{3EI}+\dfrac{Pa^2}{2EI}b$ 이다.

$\dfrac{Pa^3}{3EI}=\dfrac{27PL^3}{192EI}=\dfrac{18PL^3}{128EI}$
$\dfrac{Pa^2}{2EI}b=\dfrac{9PL^2}{32EI}\times\dfrac{L}{4}=\dfrac{9PL^3}{128EI}$
합계 $\dfrac{27PL^3}{128EI}$

문제 25

스트럿－타이 모델 기준에 의한 콘크리트 스트럿의 유효압축강도가 가장 작은 것은? (단, 유효압축강도에 영향을 미치는 여러 인자를 고려한 실험과 적절한 해석을 실시하지 않은 상태이며, 콘크리트의 설계기준압축강도는

f_{ck}

, 경량콘크리트계수는 1이다)

f_{ck}

= 24 MPa이고 전 길이에 걸쳐 스트럿의 단면적이 일정할 경우

f_{ck}

= 24 MPa이고 스트럿 길이 중앙부의 단면적이 스트럿 양단의 단면적보다 큰 병모양인 스트럿의 경우(단, 스트럿 횡방향의 구속철근에 대한 철근 배치에 관한 규정을 만족함)

f_{ck}

= 50 MPa이고 인장요소 또는 콘크리트 구조 부재의 인장플랜지 콘크리트의 스트럿인 경우

f_{ck}

= 50 MPa이고 스트럿 길이 중앙부의 단면적이 스트럿 양단의 단면적보다 큰 병모양인 스트럿의 경우(단, 스트럿 횡방향의 구속철근에 대한 철근 배치에 관한 규정을 만족하지 않음)

정답 및 해설

$f_{ck} = 24\ \mathrm{MPa}$ 이고 구속철근 규정을 만족하는 병모양 스트럿의 유효압축강도가 가장 작다.

스트럿 유효압축강도는 $f_{ce} = 0.85 \beta_s f_{ck}$ 이며, 계수는 균일단면 1.0, 철근 규정 만족 병모양 0.75, 미만족 병모양 0.60, 인장부재·인장플랜지 0.40이다.

가장 작은 값 — 병모양(규정 만족, 24 MPa): $0.85 \times 0.75 \times 24 = 15.3\ \mathrm{MPa}$

균일단면(24 MPa): $0.85 \times 1.0 \times 24 = 20.4\ \mathrm{MPa}$
인장플랜지 스트럿(50 MPa): $0.85 \times 0.40 \times 50 = 17.0\ \mathrm{MPa}$
규정 미만족 병모양(50 MPa): $0.85 \times 0.60 \times 50 = 25.5\ \mathrm{MPa}$

7급 국가직 건축구조학 기출문제모두CBT · moducbt.com

22년 1회차

총 25문항 · 객관식 · 정답·해설 포함

문제 1

19.0

29.9

312.0

415.0

정답 및 해설

영구케이싱이 없는 현장타설콘크리트 말뚝의 최대 허용압축응력은 9.0 MPa이다.

케이싱이 없는 현장타설말뚝은 허용압축응력을 설계기준압축강도의 0.3배로 제한한다.
$f_a = 0.3 f_{ck}$
$= 0.3 \times 30 = 9.0\ \mathrm{MPa}$

9.9 MPa는 0.33배에 해당해 케이싱 없는 말뚝의 한계를 넘는다.
12.0 MPa는 0.4배에 해당해 기준보다 크다.
15.0 MPa는 0.5배로 허용응력 개념에서 지나치게 큰 값이다.

문제 2

목구조 내구계획 및 방부공법에 관한 설명으로 옳은 것은?

1지붕처마와 채양은 채광 및 구조상 지장이 없는 한 길게 한다.

2방부공법 중 구조법을 최소화하고, 방부제처리법을 우선 적용한다.

3사용연수는 건축물 전체와 각 부위, 부품, 기구마다 추정하고, 성능저하에 따른 추정치로 구한다.

4구조체는 썩음에 의한 추정치를 기본으로 하고, 썩음 방지를 위한 처리방법을 고려하여 설계한다.

정답 및 해설

목구조 내구계획에서 지붕처마와 채양은 채광 및 구조상 지장이 없는 한 길게 한다는 설명이 옳다.

방부공법은 구조법을 우선 적용하므로, 구조법을 최소화하고 방부제처리법을 우선한다는 설명은 순서가 뒤바뀌었다.
사용연수는 부위·부품마다 추정하되 성능저하에 따른 추정치만이 아니라 사회적 요인에 따른 추정치도 함께 고려해 정한다.
구조체는 썩음에 의한 추정치가 아니라 사회적 요인에 따른 사용연수를 기본으로 하고, 그 기간 동안 성능이 유지되도록 썩음 방지 처리방법을 고려해 설계한다.

문제 3

지반침하가 구조물에 손상을 야기할 가능성이 있는 경우 세워야 할 대책으로 옳지 않은 것은?

1지반침하에 따라 기초도 변형하도록 한다.

2지반침하의 진행에 따라 침하량을 조절하는 장치를 기초구조에 사용한다.

3지반침하에 따라 발생되는 응력에 대해 기초가 충분한 강도를 가지도록 한다.

4침하 발생 가능성이 높은 부분의 기초에 구조물 상부에서 전달되는 응력을 높여 힘이 분산되지 않도록 한다.

정답 및 해설

침하 우려 부분에 상부 응력을 높여 집중시키는 것은 침하를 키우므로 옳지 않은 대책이다.

지반침하 대책은 접지압을 줄이고 하중을 분산시키거나, 기초가 변형에 추종·저항하도록 하는 방향이다.

기초가 지반침하에 따라 변형하도록 하여 무리한 응력 발생을 피하는 것은 올바른 대책이다.
침하량을 조절하는 장치(잭업 등)를 기초에 두는 것은 올바른 대책이다.
침하로 생기는 응력에 대해 기초가 충분한 강도를 갖게 하는 것은 올바른 대책이다.

문제 4

강구조에서 볼트접합의 파괴형식으로 옳지 않은 것은?

1인장파괴

2지압파괴

3전단파괴

4휨파괴

정답 및 해설

볼트접합의 파괴형식에 휨파괴는 해당하지 않는다.

볼트는 축방향 인장, 축직각 전단, 판과의 지압으로 힘을 전달하므로 파괴도 이 경로를 따라 일어난다.

인장파괴는 볼트 축방향 인장력에 의한 볼트 파단이다.
지압파괴는 볼트가 피접합판 구멍을 눌러 판이 찢기거나 변형되는 파괴이다.
전단파괴는 접합면에서 볼트 축이 잘리는 파괴이다.

문제 5

건축물 강구조 설계기준에 따른 합성부재의 일반사항에 관한 설명으로 옳은 것은?

1충전형 합성부재는 국부좌굴을 고려할 필요가 없다.

2매입형 합성부재는 국부좌굴의 영향을 고려해야 한다.

3합성단면의 공칭강도를 결정할 때, 콘크리트의 인장강도를 고려해야 한다.

4합성단면의 공칭강도는 소성응력분포법 또는 변형률적합법에 따라 결정한다.

정답 및 해설

합성단면의 공칭강도는 소성응력분포법 또는 변형률적합법으로 결정한다.

합성부재 강도 산정 시 콘크리트의 인장강도는 무시하며, 국부좌굴은 강재가 외부에 노출된 충전형에서만 문제가 된다.

충전형 합성부재는 강관이 외피를 이루므로 단면을 콤팩트·비콤팩트·세장으로 분류해 국부좌굴을 고려한다.
매입형 합성부재는 강재가 콘크리트에 둘러싸여 국부좌굴의 영향을 고려하지 않는다.
공칭강도 결정 시 콘크리트 인장강도는 고려하지 않는다.

문제 6

건축물 내진설계기준에서 지진력저항시스템에 대한 설계계수로 옳지 않은 것은? (단, 반응수정계수는

R

, 시스템초과강도계수는

\Omega_0

, 변위증폭계수는

C_d

이다)

1내력벽시스템의 철근콘크리트 보통전단벽:

R = 4.0,\ \Omega_0 = 2.5,\ C_d = 4.0

2건물골조시스템의 철근콘크리트 특수전단벽:

R = 5.0,\ \Omega_0 = 2.5,\ C_d = 5.0

3모멘트－저항골조시스템의 철골 보통모멘트골조:

R = 3.5,\ \Omega_0 = 3.0,\ C_d = 3.0

4특수모멘트골조를 가진 이중골조시스템의 철골 편심가새골조:

R = 8.0,\ \Omega_0 = 2.5,\ C_d = 4.0

정답 및 해설

건물골조시스템의 철근콘크리트 특수전단벽은 반응수정계수가 6.0이므로 $R = 5.0$ 은 옳지 않다.

특수전단벽은 연성 상세를 갖추어 보통전단벽보다 큰 반응수정계수를 적용하며, 시스템초과강도계수 2.5와 변위증폭계수 5.0은 맞다.

내력벽시스템 철근콘크리트 보통전단벽의 $R = 4.0,\ \Omega_0 = 2.5,\ C_d = 4.0$ 은 기준값과 같다.
철골 보통모멘트골조의 $R = 3.5,\ \Omega_0 = 3.0,\ C_d = 3.0$ 은 기준값과 같다.
특수모멘트골조를 가진 이중골조의 철골 편심가새골조 $R = 8.0,\ \Omega_0 = 2.5,\ C_d = 4.0$ 은 기준값과 같다.

문제 7

건축물 강구조 설계기준의 용어에 대한 설명으로 옳은 것은?

1좌굴방지시스템: 좌굴방지가새골조에서 강재케이싱의 좌굴을 구속하는 시스템

2지레작용: 하중점과 볼트, 접합된 부재의 반력 사이에서 지렛대와 같은 거동에 의해 부재에 작용하는 인장력이 증폭되는 작용

3인장역작용: 플랫트러스와 유사하게 전단력이 작용할 때 웨브의 대각방향으로 압축력이 발생하고 수직스티프너에 인장력이 발생하는 패널의 거동

정답 및 해설

서브머지드아크용접은 입상 플럭스 속에서 아크를 발생시켜 용접하는 방법이라는 정의가 옳다.

나머지 용어는 구속 대상·증폭 대상·응력 방향이 뒤바뀌어 있다.

좌굴방지시스템은 강재케이싱이 아니라 강재코어의 좌굴을 구속하는 시스템이다.
지레작용으로 증폭되는 것은 부재가 아니라 볼트에 작용하는 인장력이다.
인장역작용은 프랫트러스와 유사하게 웨브 대각방향에 인장력, 수직스티프너에 압축력이 생기는 거동으로, 압축과 인장이 반대로 서술되었다.

문제 8

허용응력설계법과 강도설계법에 의한 조적식구조 설계에서 28일 양생일 때 조적의 규정 압축강도가 20 MPa인 콘크리트 조적재의 탄성계수(

E_m

)와 전단탄성계수(

G

)는? (단, 탄성계수와 전단탄성계수에 대한 별도의 실험을 실시하지 않은 경우이다)

E_m = 15{,}000\ \text{MPa},\ G = 6{,}000\ \text{MPa}

E_m = 15{,}000\ \text{MPa},\ G = 7{,}500\ \text{MPa}

E_m = 20{,}000\ \text{MPa},\ G = 8{,}000\ \text{MPa}

E_m = 20{,}000\ \text{MPa},\ G = 10{,}000\ \text{MPa}

정답 및 해설

콘크리트 조적재의 탄성계수는 15,000 MPa, 전단탄성계수는 6,000 MPa이다.

전단탄성계수 7,500 MPa는 탄성계수의 0.5배로 계산한 값이어서 맞지 않다.
탄성계수 20,000 MPa는 압축강도의 1,000배로 계산한 값이어서 맞지 않다.

문제 9

1최대 휨모멘트는 변화가 없다.

2최대 휨응력은 2배 증가한다.

3최대 전단응력은 2배 증가한다.

4최대 처짐은 4배 증가한다.

정답 및 해설

단면 (가)에서 (나)로 바뀌어도 단면적은 같으므로 최대 전단응력은 변하지 않는다. 전단응력이 2배 증가한다는 설명이 옳지 않다.

직사각형 단면의 최대 전단응력은 $\tau_{max}=\dfrac{3V}{2A}$ 이고, 두 단면 모두 $A=2a^2$ , 전단력 $V=P$ 로 같다.

최대 휨모멘트: 하중과 경간이 같으므로 고정단에서 $PL$ 로 변화가 없다.
최대 휨응력: $\sigma=\dfrac{6M}{bh^2}$ 에서 (가)는 $\dfrac{6M}{4a^3}$ , (나)는 $\dfrac{6M}{2a^3}$ 이므로 2배 증가한다.
최대 처짐: $\delta=\dfrac{PL^3}{3EI}$ 에서 단면2차모멘트가 $\dfrac{8a^4}{12}$ 에서 $\dfrac{2a^4}{12}$ 로 1/4이 되므로 4배 증가한다.

문제 10

건축구조기준의 구조검사 및 실험에서 콘크리트구조의 시공에 대한 특별검사 중 지속적인 특별검사에 해당하는 것은?

1프리캐스트 콘크리트 부재의 설치에 대한 검사

2양생온도와 양생방법이 적절한지 여부에 대한 검사

3배합설계와 일치하는 배합을 사용하는지에 대한 검사

4콘크리트 타설 및 설치 방법의 기술적 적합성에 대한 검사

정답 및 해설

콘크리트 타설 및 설치 방법의 기술적 적합성 검사는 지속적인 특별검사에 해당한다.

타설은 한 번 진행되면 되돌릴 수 없어 작업 중 상시 입회가 필요하고, 나머지 항목은 일정 시점마다 확인하는 주기적 특별검사이다.

프리캐스트 콘크리트 부재의 설치 검사는 주기적인 특별검사이다.
양생온도와 양생방법의 적절성 검사는 주기적인 특별검사이다.
배합설계와 일치하는 배합 사용 여부 검사는 주기적인 특별검사이다.

문제 11

고층 건축물의 구조시스템에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

1가새－튜브시스템은 횡강성 및 전단지연 효과를 증대시킨다.

2다이아그리드 시스템은 대각 가새를 통해 중력하중과 횡하중을 동시에 전달한다.

3골조－전단벽 시스템은 횡하중에 대하여 골조의 전단변형과 전단벽의 휨변형을 통해 저항한다.

4아웃리거 시스템은 횡변위를 제어하기 위해서 건물의 일부층을 강성이 큰 벽체나 트러스 형태의 구조물로 내부코어와 외부 기둥을 연결한다.

정답 및 해설

가새-튜브시스템은 횡강성을 높이고 전단지연 효과를 감소시키므로, 증대시킨다는 설명이 옳지 않다.

골조튜브는 외주 기둥의 축력 분포가 고르지 않은 전단지연이 생기는데, 외곽에 대각 가새를 넣으면 힘이 고르게 분배되어 이 효과가 줄어든다.

다이아그리드는 대각부재가 중력하중과 횡하중을 동시에 전달하는 시스템이다.
골조-전단벽 시스템은 골조의 전단변형과 전단벽의 휨변형이 상호작용하며 횡하중에 저항한다.
아웃리거는 강성이 큰 벽체·트러스로 코어와 외부 기둥을 연결해 횡변위를 제어한다.

문제 12

강도설계법에 의한 콘크리트구조 설계 시 강재에 대한 설명으로 옳은 것은?

1원형철근을 나선철근이나 강선으로 사용할 수 있다.

2철근은 아연도금 또는 에폭시수지 도막을 할 수 없다.

3확대머리 전단스터드에서 확대머리의 지름은 전단스터드 지름의

\sqrt{8}

배 이상이어야 한다.

4철근의 응력－변형률 곡선에서 항복점이 뚜렷하게 나타나는 경우에는 항복점에서의 응력을 인장강도로 한다.

정답 및 해설

콘크리트구조에서 원형철근은 나선철근이나 강선으로 사용할 수 있다.

주철근은 이형철근을 쓰는 것이 원칙이지만, 나선철근·강선은 예외적으로 원형철근이 허용된다.

철근에는 아연도금이나 에폭시수지 도막을 할 수 있다.
확대머리 전단스터드의 머리 지름은 스터드 지름의 $\sqrt{8}$ 배가 아니라 $\sqrt{10}$ 배 이상이어야 한다.
항복점이 뚜렷한 철근은 항복점 응력을 인장강도가 아니라 항복강도로 한다.

문제 13

철근콘크리트 보 부재단면에서 인장철근과 함께 압축철근을 배치한 복철근보가 단철근보에 비하여 가지는 장점이 아닌 것은?

1부재의 장기처짐을 감소시킬 수 있다.

2부재의 연성이 감소되지만 휨강도는 증가된다.

3휨모멘트 방향의 변화 발생 시 휨저항 성능을 향상시킨다.

4전단철근 배근 시 철근 조립의 편의에 따른 시공성을 향상시킨다.

정답 및 해설

압축철근을 배치하면 연성은 증가하므로, 연성이 감소된다는 설명은 복철근보의 장점이 아니다.

압축철근이 압축력 일부를 부담해 중립축 깊이가 얕아지고 인장철근 변형률이 커져 연성이 향상된다.

압축철근은 콘크리트 크리프를 억제해 장기처짐을 줄인다.
휨모멘트 방향이 바뀌어도 상·하부 철근이 모두 저항하므로 휨저항 성능이 좋아진다.
스터럽을 걸 수 있는 상부 철근이 있어 철근 조립이 편해진다.

문제 14

중심압축력을 받는 강구조 단일 압축재에서 양단부의 지지조건이 다음과 같을 때, 압축재 A의 면내탄성좌굴하중은 압축재 B의 몇 배인가?

10.25배

20.5배

32.0배

44.0배

정답 및 해설

압축재 A의 탄성좌굴하중은 B의 4.0배이다.

양단 고정(회전·이동 구속)의 유효좌굴길이계수는 0.5, 양단 핀(회전 자유·이동 구속)은 1.0이다.

탄성좌굴하중은 유효좌굴길이의 제곱에 반비례한다.
$P_{cr} = \dfrac{\pi^2 EI}{(KL)^2}$
$\dfrac{P_A}{P_B} = \dfrac{(1.0)^2}{(0.5)^2} = 4.0$

0.25배는 A와 B의 비를 거꾸로 잡은 값이다.
0.5배와 2.0배는 길이계수의 제곱을 하지 않고 1차 비로 계산한 값이다.

문제 15

그림과 같은 정정트러스에서 부재

U_1

(FG)에 대한 부재력의 절대값[kN]은? (단, 부재의 자중은 무시한다)

정답 및 해설

절단법으로 풀면 부재 FG의 부재력 절댓값은 3 kN(압축)이다.

하중이 좌우 대칭(1+2+2+2+1=8 kN)이므로 반력은 $R_A=R_B=4\,\mathrm{kN}$ 이다.

상현재는 압축재로 작용하며, 절댓값을 묻으므로 3 kN이 된다.

문제 16

그림과 같은 철근콘크리트 연속보에서 AB부재와 CD부재의 직사각형 보 전체 깊이가 동일하도록 하는 캔틸레버 경간길이(L)는?

13.0 m

23.5 m

34.0 m

45.0 m

정답 및 해설

캔틸레버 AB와 양단연속 CD의 최소 깊이를 같게 놓으면 L = 4.0 m이다.

처짐을 계산하지 않는 보의 최소 두께는 캔틸레버 l/8, 양단연속 l/21이며, 설계기준항복강도 400 MPa·보통중량콘크리트이므로 보정계수는 1.0이다.

CD부재(양단연속): $h=\dfrac{10500}{21}=500\,\mathrm{mm}$
AB부재(캔틸레버): $\dfrac{L}{8}=500\,\mathrm{mm}$
$L=4000\,\mathrm{mm}=4.0\,\mathrm{m}$

문제 17

철근콘크리트 2방향 슬래브의 배근 상세에 대한 설명으로 옳은 것은?

1외부 모퉁이의 특별 보강철근은 모퉁이부터 긴 경간의 1/6 길이만큼 각 방향에 배치하여야 한다.

2와플구조나 리브구조가 아닌 슬래브 위험단면의 철근 간격은 슬래브 두께의 3배 이하 또한 450 mm 이하로 하여야 한다.

3보가 없는 슬래브에서 굽힘철근은 슬래브 두께와 경간의 비가 굽힘철근의 굽힘각도가 30 ° 이하로 배근될 수 있는 경우에만 사용하여야 한다.

4벽체로 지지된 불연속 단부에 직각방향인 정모멘트에 대한 철근은 슬래브의 끝까지 연장하여 직선 또는 갈고리로 150 mm 이상 벽체 속에 묻어야 한다.

정답 및 해설

벽체로 지지된 불연속 단부에 직각인 정모멘트 철근은 슬래브 끝까지 연장해 150 mm 이상 벽체에 묻어야 한다는 설명이 옳다.

나머지는 기준의 길이·간격·각도 값이 바뀌어 있다.

외부 모퉁이 특별 보강철근은 긴 경간의 1/6이 아니라 1/5 길이만큼 각 방향에 배치한다.
위험단면 철근 간격은 슬래브 두께의 2배 이하, 300 mm 이하로 하여야 한다.
보가 없는 슬래브의 굽힘철근은 굽힘각도를 30°가 아니라 45° 이하로 배근할 수 있는 경우에 사용한다.

문제 18

수직전단철근 배근간격이 200 mm인 철근콘크리트 보의 설계전단강도와 콘크리트 설계전단강도가 각각

\phi V_n = 100\ \text{kN}

\phi V_c = 40\ \text{kN}

이다. 보의 수직전단철근 배근간격을 150 mm로 변경할 경우, 보의 설계전단강도

\phi V_n

[kN]는? (단, 수직전단철근 배근 간격 변화 이외의 보 상세 변화는 없으며, 전단철근의 공칭전단강도 또한 최대한계값을 초과하지 않는다)

185

2115

3120

4125

정답 및 해설

간격을 150 mm로 줄이면 설계전단강도는 120 kN이 된다.

85 kN은 전단철근 부담분을 간격에 비례해 줄인 값이다.
115 kN과 125 kN은 반비례 관계를 정확히 적용하지 않은 값이다.

문제 19

강축휨을 받는 2축대칭 H형강 콤팩트 부재의 횡좌굴강도에 대한 설명으로 옳지 않은 것은? (단,

L_b

는 보의 비지지길이,

L_p

는 소성한계비지지길이,

L_r

은 탄성한계비지지길이이다)

1횡좌굴강도산정 시 탄성한계횡좌굴모멘트는 항복휨모멘트의 90 %로 간주한다.

L_b \le L_p

인 경우, 보의 압축플랜지가 횡방향으로 매우 좁은 간격으로 지지되어, 소성휨모멘트가 보의 횡좌굴강도가 된다.

L_p < L_b \le L_r

인 경우, 비탄성거동에 의한 횡비틀림좌굴이 발생하며, 보의 비지지길이가 증가함에 따라 횡좌굴강도가 감소한다.

L_b > L_r

인 경우, 단면의 어느 부분도 항복하지 않고 조기에 횡비틀림좌굴이 발생하여 탄성횡비틀림좌굴모멘트에 의해 보의 횡좌굴강도가 결정된다.

정답 및 해설

탄성한계횡좌굴모멘트는 항복휨모멘트의 70 %로 간주하므로 90 %라는 설명이 옳지 않다.

잔류응력 영향을 반영해 $M_r = 0.7 F_y S_x$ 로 두며, 비지지길이에 따라 세 구간으로 횡좌굴강도가 정해진다.

$L_b \le L_p$ 이면 횡좌굴 없이 소성휨모멘트가 강도가 된다.
$L_p \lt L_b \le L_r$ 이면 비탄성 횡비틀림좌굴이 생기고 비지지길이가 길수록 강도가 줄어든다.
$L_b \gt L_r$ 이면 항복 전 탄성 횡비틀림좌굴모멘트가 강도를 결정한다.

문제 20

1장선 사이의 순간격은 750 mm를 초과하지 않아야 한다.

2장선은 폭이 100 mm 이상이어야 하고, 깊이는 장선 최소 폭의 3.5배 이하이어야 한다.

3충전재가 콘크리트 압축강도 이상이므로 충전재 전체를 전단 및 정모멘트의 강도계산에 포함시킨다.

4영구용 충전재 위의 슬래브 두께는 장선 간 순간격의 1/12 이상 또한 40 mm 이상으로 하여야 한다.

정답 및 해설

충전재 전체를 전단 및 정모멘트 강도계산에 포함시킨다는 설명이 옳지 않다.

장선 사이 순간격은 750 mm를 초과하지 않아야 한다.
장선 폭은 100 mm 이상, 깊이는 최소 폭의 3.5배 이하이다.
영구 충전재 위 슬래브 두께는 순간격의 1/12 이상 또한 40 mm 이상이다.

문제 21

140

260

380

4100

정답 및 해설

일단고정·타단롤러 보에 등분포하중이 작용하면 고정단 휨모멘트는 $\dfrac{wL^2}{8}$ 이므로 40 kN·m이다.

롤러 반력은 $R=\dfrac{3wL}{8}$ 로, 이를 이용해 고정단 모멘트를 구한다.

$M=\dfrac{wL^2}{8}=\dfrac{5\times 8^2}{8}=40\,\mathrm{kN\cdot m}$

문제 22

건축물 내진설계기준의 성능기반설계법에 대한 설명으로 옳은 것은?

1기본설계지진은 2,400년 재현주기 지진으로 정의된다.

2정형인 저층건물에서는 비선형 정적해석을 사용할 수 있다.

3내진특등급의 기능수행 검토 시 구조물의 허용층간변위는 3.0 %이다.

4구조체의 설계에 사용되는 밑면전단력의 크기는 등가정적 해석법에 의한 밑면전단력의 65 % 이상이어야 한다.

정답 및 해설

성능기반설계법에서 정형인 저층건물에는 비선형 정적해석을 사용할 수 있다.

비선형 정적해석(푸시오버)은 고차모드 영향이 작은 정형·저층 건물에 적합하다.

2,400년 재현주기 지진은 최대고려지진이며, 기본설계지진은 그보다 작은 수준(최대고려지진의 2/3)이다.
기능수행 수준은 손상을 거의 허용하지 않으므로 3.0 %처럼 큰 허용층간변위를 적용하지 않는다.
설계 밑면전단력의 하한은 등가정적 해석법 밑면전단력의 65 %보다 높게 규정되어 있다.

문제 23

막구조의 해석에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

1B종의 막재는 1 kN/m 이상인 초기장력값을 표준으로 한다.

2막구조의 해석에서 재료 비선형은 무시될 수 있지만 일반적으로 재료이방성은 고려하여 해석을 수행한다.

3막구조에 있어서 막재의 초기장력값은 막구조 형식, 하중, 변형, 시공 및 기타 요인들을 고려하여 결정한다.

4막구조의 해석은 형상해석, 응력－변형도해석, 재단도해석 순서로 이루어지며, 필요 시 시공해석도 수행하여야 한다.

정답 및 해설

B종 막재의 표준 초기장력을 1 kN/m 이상이라고 한 설명이 옳지 않다.

막재 초기장력은 막재 종류별로 표준값이 정해지며, B종은 이보다 큰 값을 표준으로 한다.

막구조 해석에서 재료 비선형은 무시할 수 있으나 날실·씨실 방향 특성이 다른 재료이방성은 고려한다.
초기장력값은 구조 형식, 하중, 변형, 시공 등을 종합해 결정한다.
해석은 형상해석 → 응력-변형도해석 → 재단도해석 순서이며 필요하면 시공해석도 한다.

문제 24

그림과 같은 캔틸레버 보에서 자유단의 처짐식은? (단, 보의 자중은 무시하며, 보의 전 길이에 걸쳐 휨강성 EI는 동일하다)

\dfrac{9PL^3}{128EI}

\dfrac{18PL^3}{128EI}

\dfrac{27PL^3}{128EI}

\dfrac{36PL^3}{128EI}

정답 및 해설

자유단 처짐은 하중점 처짐에 하중점 처짐각에 의한 처짐을 더해 $\dfrac{27PL^3}{128EI}$ 이다.

고정단에서 하중점까지 거리 $a=\dfrac{3L}{4}$ , 하중점에서 자유단까지 $b=\dfrac{L}{4}$ 로 두면 $\delta=\dfrac{Pa^3}{3EI}+\dfrac{Pa^2}{2EI}b$ 이다.

$\dfrac{Pa^3}{3EI}=\dfrac{27PL^3}{192EI}=\dfrac{18PL^3}{128EI}$
$\dfrac{Pa^2}{2EI}b=\dfrac{9PL^2}{32EI}\times\dfrac{L}{4}=\dfrac{9PL^3}{128EI}$
합계 $\dfrac{27PL^3}{128EI}$

문제 25

f_{ck}

, 경량콘크리트계수는 1이다)

f_{ck}

= 24 MPa이고 전 길이에 걸쳐 스트럿의 단면적이 일정할 경우

f_{ck}

f_{ck}

= 50 MPa이고 인장요소 또는 콘크리트 구조 부재의 인장플랜지 콘크리트의 스트럿인 경우

f_{ck}

정답 및 해설

$f_{ck} = 24\ \mathrm{MPa}$ 이고 구속철근 규정을 만족하는 병모양 스트럿의 유효압축강도가 가장 작다.

가장 작은 값 — 병모양(규정 만족, 24 MPa): $0.85 \times 0.75 \times 24 = 15.3\ \mathrm{MPa}$

균일단면(24 MPa): $0.85 \times 1.0 \times 24 = 20.4\ \mathrm{MPa}$
인장플랜지 스트럿(50 MPa): $0.85 \times 0.40 \times 50 = 17.0\ \mathrm{MPa}$
규정 미만족 병모양(50 MPa): $0.85 \times 0.60 \times 50 = 25.5\ \mathrm{MPa}$