17년 1회차

외력에 저항해 부재 내부에 생기는 힘은 내력이라 하므로, 이를 변형력이라 부른다는 설명이 옳지 않다.

내력을 단위면적당 크기로 나타낸 것이 응력이며, 변형력은 이 응력과 같은 뜻으로 쓰이는 말이다.

• 힘을 크기·방향·작용점의 세 요소로 나타낸다는 설명은 옳다.
• 힘이 한 점을 중심으로 물체를 회전시키려는 작용을 모멘트라 한다는 설명은 옳다.
• 힘의 합과 모멘트의 합이 모두 0이어야 평형을 이룬다는 설명은 옳다.

반발 경도법은 슈미트 해머로 콘크리트 표면을 타격해 압축강도를 추정하는 방법으로, 용접부 검사법이 아니다.

용접부 비파괴 검사는 내부 결함을 보는 방사선·초음파 방식과 표면 결함을 보는 침투·자분 방식으로 나뉜다.

• 방사선 투과법은 X선 등을 투과시켜 필름상으로 내부 결함을 찾는 용접부 검사법이다.
• 초음파 탐상법은 초음파의 반사로 내부 결함 위치를 찾는 용접부 검사법이다.
• 침투 탐상법은 침투액을 이용해 표면 균열을 드러내는 용접부 검사법이다.

슬래브 속에 원통형 구멍을 내어 I자형 보를 늘어놓은 단면이 되는 형식은 중공슬래브이다.

구멍으로 콘크리트 중량을 줄이면서 휨에 유효한 상하부 단면은 남겨 자중 대비 강성이 크다.

• 플랫슬래브는 보 없이 슬래브를 기둥이 직접 지지하는 형식으로, 구멍을 내는 구조가 아니다.
• 장선슬래브는 좁은 간격의 장선(리브)을 한 방향으로 배치한 형식이다.
• 와플슬래브는 리브를 양방향 격자로 배치해 바닥 밑면이 격자 모양이 되는 형식이다.

철근콘크리트는 콘크리트가 압축력, 철근이 인장력을 부담하므로, 역할을 반대로 적은 설명이 성립요인에 해당하지 않는다.

콘크리트는 인장강도가 압축강도에 비해 매우 작아, 인장 측에 철근을 배치해 보완하는 것이 기본 원리이다.

• 철근과 콘크리트의 부착강도가 커서 일체로 거동한다는 것은 성립요인이다.
• 두 재료의 열팽창계수가 거의 같아 온도변화에도 분리되지 않는다는 것은 성립요인이다.
• 콘크리트의 알칼리성이 철근의 부식을 막아 준다는 것은 성립요인이다.

기초는 침하·기울어짐 여부와 관계없이 지반의 허용지지력을 초과할 수 없으므로, 초과할 수 있다는 설명이 옳지 않다.

기초 설계는 지반에 전달되는 접지압이 허용지지력 이내이고 침하량도 허용값 이내인지를 함께 확인한다.

• 블록구조의 기초보가 하중을 고르게 전달해 부등침하와 벽체 균열을 막는다는 설명은 옳다.
• 벽돌구조의 기초를 예상 부등침하를 고려해 설계한다는 설명은 옳다.
• 지반침하로 생길 응력에 대해 기초가 충분한 강도와 강성을 갖도록 한다는 설명은 옳다.

보의 최소 폭은 양측 피복두께 + 양측 스터럽 + 주근 지름 합 + 순간격 합으로 구하며, 약 506 mm가 된다.

KBC2016에서 옥외 공기나 흙에 직접 접하지 않는 보의 최소 피복두께는 40 mm이고, 주근 6개 사이의 순간격은 5곳이다.

$b = 2(40) + 2(13) + 6(25) + 5(50)$
$b = 80 + 26 + 150 + 250 = 506\ \mathrm{mm}$

블록 쌓기용 줄눈 모르타르의 배합비와 강도 조건을 제시된 수치로 규정하지 않으므로 이 설명이 옳지 않다.

줄눈 모르타르는 시멘트와 모래를 주재료로 배합하며, 석회를 섞은 1 : 2 : 2 배합이나 블록강도의 1.2배라는 조건은 기준 내용과 다르다.

• 보강블록구조는 세로근을 블록 구멍에 넣고 그라우트를 채우므로 통줄눈이 생긴다는 설명은 옳다.
• 보강블록구조가 아닌 블록구조에서 내력벽 길이와 내력벽으로 둘러싸인 바닥면적을 제한한다는 설명은 옳다.
• 벽체 상부에 테두리보를 설치해 상부하중을 벽체에 고르게 분산한다는 설명은 옳다.

왕대공과 평보는 숭어턱 맞춤이 아니라 장부맞춤으로 짜고 감잡이쇠로 보강하므로 이 조합이 옳지 않다.

왕대공 하단은 평보 위에 장부로 꽂혀 평보를 매다는 역할을 하므로, 빠지지 않도록 철물로 감싸 고정한다.

• 평보와 ㅅ자보를 안장 맞춤으로 짠다는 조합은 옳다.
• 평보와 깔도리를 걸침턱 맞춤으로 짠다는 조합은 옳다.
• 왕대공과 마룻대를 가름장 장부 맞춤으로 짠다는 조합은 옳다.

수화 반응 후 유동성을 잃고 형태를 유지할 정도로 굳는 과정은 응결이므로, 이를 크리프라 한 설명이 옳지 않다.

크리프는 일정한 하중이 오래 작용할 때 하중 증가 없이 시간에 따라 변형이 계속 늘어나는 현상이다.

• 잔골재를 5 mm 체에 중량 85 % 이상 통과하는 골재로 정의한 설명은 옳다.
• AE제·감수제·고성능 감수제가 시공연도 개선을 위한 대표적 화학 혼화제라는 설명은 옳다.
• 이형철근 지름을 같은 중량의 원형철근 지름으로 환산한 공칭지름으로 쓴다는 설명은 옳다.

이음·맞춤의 접합 단면은 작용하는 응력(외력)의 방향에 직각이 되도록 해야 하므로, 수평이 되게 한다는 설명이 옳지 않다.

접합면이 힘의 방향과 나란하면 접합면을 따라 미끄러지거나 쪼개지기 쉬워 힘의 전달이 불리하다.

• 접합부에 작용하는 응력이 균일하게 분포하도록 배치한다는 설명은 옳다.
• 이음과 맞춤 위치를 응력이 작은 곳에 둔다는 설명은 옳다.
• 부재를 가능한 한 적게 깎아 단면 손실을 줄인다는 설명은 옳다.

오버랩은 용착금속이 모재와 융합되지 않고 모재 표면 위에 겹쳐 덮인 결함이므로, 홈이 채워지지 않은 상태를 오버랩이라 한 설명이 옳지 않다.

용접 상부가 덜 채워지거나 모재 가장자리가 파여 홈으로 남는 결함은 언더컷 계열로 구분한다.

• 용접접합에서 가장 많이 쓰이는 형식이 모살용접이라는 설명은 옳다.
• 강재는 녹슬기 쉬워 녹막이 시공이 필요하다는 설명은 옳다.
• 일반 볼트접합은 주요 구조부재의 영구 접합에 쓰지 않고 가체결용으로 쓴다는 설명은 옳다.

소성변형능력과 용접성을 확보하도록 내진용으로 규정된 건축구조용 압연강재는 SN 강재이다.

SN 강재는 항복강도의 상한과 항복비를 관리해 소성힌지가 의도한 위치에 생기도록 하고, 판두께 방향 성능까지 보증한다.

• SS 강재는 일반구조용 압연강재로, 내진 성능을 위한 항복비 관리가 규정되어 있지 않다.
• SSC 강재는 일반구조용 경량형강으로, 냉간성형한 얇은 형강이다.
• SM 강재는 용접구조용 압연강재로, 용접성은 좋으나 내진용 소성변형능력 확보를 목적으로 한 강재는 아니다.

단면2차모멘트가 가장 큰 단면은 폭 0.5a, 높이 4a인 직사각형이다.

도심축(X－X′)이 수평이므로 $I = \dfrac{b h^3}{12}$를 쓰며, 높이가 세제곱으로 들어가 높이가 큰 단면이 유리하다.

폭 0.5a, 높이 4a: $I = \dfrac{0.5a \times (4a)^3}{12} = \dfrac{32a^4}{12} \approx 2.67a^4$

• 폭 a, 높이 3a: $I = \dfrac{a \times (3a)^3}{12} = \dfrac{27a^4}{12} = 2.25a^4$로 더 작다.
• 폭 2a, 높이 2a: $I = \dfrac{2a \times (2a)^3}{12} = \dfrac{16a^4}{12} \approx 1.33a^4$로 더 작다.
• 폭 3a, 높이 a: $I = \dfrac{3a \times a^3}{12} = 0.25a^4$로 가장 작다.

용접 완료 후 급속 냉각은 열영향부의 경화와 균열의 원인이며, 용융부족(융합불량)의 원인이 아니다.

용융부족은 모재나 앞 층이 충분히 녹지 않아 용착금속과 융합되지 못한 결함으로, 입열 부족과 운봉 불량에서 생긴다.

• 운봉 속도가 부적절하면 모재가 충분히 녹기 전에 지나가 융합불량이 생긴다.
• 용접 전류가 너무 약하면 입열이 부족해 모재가 덜 녹아 융합불량이 생긴다.
• 용접봉 각도가 불량하면 아크가 한쪽으로 치우쳐 홈 벽면이 녹지 않아 융합불량이 생긴다.

돔구조는 압축력을 경선 방향으로 전달하고 수평의 위선 방향 링 작용으로 하중에 저항한다는 설명이 옳다.

곡면이 두 방향으로 힘을 나누어 받으므로 얇은 두께로도 넓은 공간을 덮을 수 있다.

• 인천대교는 주탑에서 케이블을 경사지게 내려 보를 직접 매다는 사장교이며 현수교가 아니다.
• 얇은 평판은 세로로 세워 하중을 받으면 춤이 커져 잘 휘지 않으므로, 쉽게 휘어진다는 설명은 틀리다.
• 스페이스프레임은 하중을 입체적으로 분산해 평면 트러스보다 큰 하중과 큰 스팬을 지지할 수 있다.

동일 평면에서 평행한 철근의 수평 순간격은 25 mm 이상, 철근 공칭지름 이상, 굵은골재 최대치수 규정을 만족해야 하므로, 20 mm 이상이라 한 설명이 옳지 않다.

순간격은 콘크리트가 철근 사이를 충분히 채워 부착을 확보하기 위한 최소값이다.

• D25 주철근의 최소 구부림 내면 반지름을 철근지름의 3배로 한 설명은 옳다.
• D35를 초과하는 철근은 인장 겹침이음을 할 수 없다는 설명은 옳다.
• 띠철근 수직간격을 축방향 철근지름 16배, 띠철근지름 48배, 기둥 단면 최소치수 중 작은 값으로 한 설명은 옳다.

벽체 철근을 D10 이상으로 하고 배근 간격을 450 mm 이하로 한다는 설명이 옳다.

벽체 철근 간격은 벽 두께의 3배와 450 mm 중 작은 값 이하로 제한해 균열을 분산시킨다.

• 벽 양면 복배근은 두께 250 mm 이상인 벽체에 적용하므로, 제시된 내력벽 두께·복근 조건 수치는 기준과 다르다.
• 비내력벽이 자체 하중만 받는다는 정의는 맞지만 최소 두께는 100 mm 이상으로 제시된 수치와 다르다.
• 전단벽은 지진·바람 같은 수평하중에 저항하는 벽으로, 수직하중에 저항하는 벽이라 한 설명은 틀리다.

강철봉은 길이가 4.0 mm 늘어나고 지름은 0.01 mm 줄어든다.

단면적과 응력은 다음과 같다.
$A = \dfrac{\pi D^2}{4} = \dfrac{3 \times 10^2}{4} = 75\ \mathrm{mm^2}$
$\sigma = \dfrac{P}{A} = \dfrac{60{,}000}{75} = 800\ \mathrm{MPa}$

세로 변형률과 늘어난 길이는 다음과 같다.
$\varepsilon = \dfrac{\sigma}{E} = \dfrac{800}{200{,}000} = 0.004$
$\Delta L = \varepsilon L = 0.004 \times 1{,}000 = 4.0\ \mathrm{mm}$

가로 변형률은 포아송비를 곱해 구한다.
$\varepsilon' = \nu \varepsilon = 0.25 \times 0.004 = 0.001$
$\Delta D = \varepsilon' D = 0.001 \times 10 = 0.01\ \mathrm{mm}$

플레이트 거더의 단면이 부족할 때는 플랜지에 커버플레이트를 덧대어 보강하므로, 거셋플레이트로 보강한다는 설명이 옳지 않다.

거셋플레이트는 트러스나 가새의 여러 부재를 한 절점에 모아 접합하는 연결판이다.

• 커버플레이트가 플랜지 단면을 늘려 휨모멘트에 저항한다는 설명은 옳다.
• 웨브가 전단력에 저항하며 너무 얇으면 좌굴하기 쉽다는 설명은 옳다.
• 스티프너가 춤에 비해 얇은 웨브의 좌굴을 막기 위해 설치된다는 설명은 옳다.

부정정 보는 과다하중이 작용하면 여분의 지점과 부재로 하중을 재분배할 수 있으므로, 재분배할 수 없다는 설명이 옳지 않다.

한 단면이 항복해도 남은 구속이 하중을 이어 받아 정정 구조물보다 안전 여유가 크다.

• 미지의 반력·내력 수가 평형방정식 수를 초과하는 구조물이라는 정의는 옳다.
• 휨모멘트가 줄어 단면을 작게 할 수 있어 재료가 절감된다는 설명은 옳다.
• 변형의 적합조건까지 고려해야 하므로 정정 구조물보다 해석·설계가 어렵다는 설명은 옳다.