[9급 국가직 건축구조] 14년 1회차 기출문제 정답·해설 페이지

철근의 변형률은 항복변형률과 같다고 가정하는 것이 아니라 중립축으로부터의 거리에 비례한다고 가정하므로 옳지 않다.
강도설계의 기본 가정은 평면 유지(변형률 적합조건)로, 철근과 콘크리트의 변형률이 중립축에서의 거리에 비례한다. 철근 응력은 항복 전에는 $E_s \varepsilon_s$, 항복 후에는 $f_y$ 로 본다.
프리스트레스트 콘크리트 일부를 제외하면 콘크리트 인장강도는 무시한다.
압축연단 콘크리트의 극한변형률은 0.003으로 가정한다.
콘크리트 압축응력－변형률 관계는 실험 결과와 일치하는 어떤 형상으로도 가정할 수 있다.

파괴계수는 3.15 MPa이다.
일반(보통중량)콘크리트의 파괴계수는 $f_r = 0.63\lambda\sqrt{f_{ck}}$ 이며 λ = 1.0이다.
$f_r = 0.63 \times 1.0 \times \sqrt{25} = 0.63 \times 5 = 3.15\ \mathrm{MPa}$
4.15·5.15·6.15 MPa는 계수 0.63을 적용한 값과 맞지 않는다.

공칭두께 50 mm(실제 38 mm) 규격재로 주요 구조부를 만든 목구조는 경골목구조다.
경골목구조는 2×4 등 규격재를 촘촘한 간격으로 배치하고 합판 등 덮개를 붙여 벽·바닥·지붕을 구성하는 구조다.
전통목구조: 한옥처럼 큰 단면 부재를 맞춤·이음으로 짜는 구조다.
대형목구조: 큰 단면의 구조용 집성재 등을 쓰는 구조다.
중량목구조: 단면이 큰 기둥·보로 골조를 구성하는 구조다.

영향면적은 기둥·기초는 부하면적의 4배, 보는 2배, 슬래브는 부하면적을 적용하고 캔틸레버 부분은 단순 합산하므로 옳은 설명이다.
영향면적은 부재에 영향을 주는 바닥 면적으로, 넓을수록 전 면적에 동시에 최대 활하중이 실릴 확률이 낮아 활하중을 저감할 수 있다.
활하중 저감은 영향면적이 26 $m^{2}$가 아니라 36 $m^{2}$ 이상일 때 적용한다.
활하중 5 kN/$m^{2}$ 초과가 아니라 5 kN/$m^{2}$ 이하인 공중집회 용도가 저감 불가 대상이다.
승용차 전용 주차장의 2개 층 이상 지지부재 저감계수는 0.7이 아니라 0.8까지 적용한다.

임의 층의 반응수정계수 R은 상부층들의 동일방향 지진력저항시스템 R값 중 최솟값을 써야 하므로, 최댓값이라는 설명은 옳지 않다.
R이 클수록 설계지진력이 작아지므로, 안전측이 되도록 상부층 중 가장 작은 R을 적용한다. 반대로 초과강도계수 $\Omega _{0}$는 가장 큰 값 이상을 쓴다.
이중골조는 횡강성비로 지진력을 분배하되 모멘트골조가 최소 25%를 부담한다.
전단벽－골조 상호작용 시스템은 전단벽이 각 층 설계층전단력의 75% 이상, 골조가 25% 이상을 저항한다.
$\Omega _{0}$는 상부층들의 값 중 가장 큰 값 이상이어야 한다.

연질 점토는 측압계수가 커서 0.2~0.4처럼 작은 값을 적용하지 않으므로 옳지 않다.
점토는 연약할수록 수평방향으로 밀어내는 힘이 커지므로 연질 점토일수록 측압계수가 크고, 작은 측압계수는 경질 지반이나 모래 지반 쪽에 해당한다.
근접 구조물·재하물이 있으면 그 하중에 의한 지중응력 수평성분을 배면측압에 가산한다.
가설재 허용응력은 장기와 단기 허용응력의 평균 이하로 한다.
배면 측압은 깊이에 비례해 증가하는 것으로 한다.

충전형 합성기둥의 가용전단강도는 강재단면 전단강도와 철근콘크리트 전단강도를 더해 구하지 않으므로 옳지 않다.
기준은 강재단면만의 전단강도 또는 철근콘크리트 부분만의 전단강도 중 하나로 산정하도록 하며, 두 값을 합산하지 않는다.
강관 단면적은 합성기둥 총단면적의 1% 이상이다.
사각형강관의 시어커넥터는 하중전달영역 위아래로 기둥폭의 2.5배 거리에 걸쳐 설치한다.
시어커넥터의 최대간격은 400 mm 이하다.

순단면적은 600 $\mathrm{mm}^{2}$이다.
판의 폭은 그림에서 40 + 80 + 40 = 160 mm이고, 하중 방향에 직각인 파단선 위에 볼트구멍이 2개 있다.
KBC2009에서 순단면적을 계산할 때 볼트구멍의 폭은 공칭 구멍치수보다 2 mm 크게 본다(18 + 2 = 20 mm).
$A_n = (160 - 2 \times 20) \times 5 = 120 \times 5 = 600\ \mathrm{mm^2}$
620 $\mathrm{mm}^{2}$는 구멍폭에 2 mm를 더하지 않고 18 mm로 계산한 값이다.
400·420 $\mathrm{mm}^{2}$는 판폭이나 구멍 수를 잘못 잡은 값이다.

단일ㄱ형강·쌍ㄱ형강·T형강 부재의 접합부는 전단지연계수가 0.6 이상이어야 하므로 옳은 설명이다.
이들 부재는 단면 일부만 접합되어 전단지연이 크게 생기므로, U가 너무 작아지지 않도록 접합부를 구성해야 한다.
유효순단면 파단한계상태의 인장저항계수는 0.90이 아니라 0.75다(0.90은 총단면 항복).
유효순단면적은 총단면적이 아니라 순단면적에 전단지연계수를 곱한다.
모든 단면요소에 직접 인장력이 전달되면 전단지연계수는 0.8이 아니라 1.0이다.

흙의 예민비는 불교란 시료 강도 ÷ 교란(이긴) 시료 강도이므로, 분자와 분모를 바꾼 설명은 옳지 않다.
예민비가 클수록 흙을 이겼을 때 강도 저하가 크다는 뜻이므로, 자연 상태 강도를 분자에 둔다.
웰포인트 공법은 강제배수공법으로 모래지반에 효과적이다.
히빙은 연약 점토에서 흙막이 바깥 흙의 중량·적재하중으로 굴착 저면이 부풀어 오르는 현상이다.
보일링은 투수성이 큰 모래지반에서 잘 생긴다.

부재 1, 2는 인장력, 부재 3, 4는 압축력을 받는다.
이 트러스는 벽에서 내민 캔틸레버로, 하중 P에 의해 위쪽 현재는 늘어나고 아래쪽 현재는 눌린다.
자유단 절점: 하중 P를 지지할 수 있는 것은 경사 부재 2뿐이므로 2는 절점을 위로 당기는 인장이다. 그 수평성분(3P)을 수평 부재 3이 밀어서 받으므로 3은 압축이다.
하현 중간 절점: 부재 3의 압축 3P를 부재 4가 받아 4도 압축이다.
상현 중간 절점에서 평형을 세우면 부재 1은 약 $4.74P$ 의 인장이 되어, 상현재 1·2는 인장, 하현재 3·4는 압축이다.

조적조 묻힌 앵커볼트의 최소 묻힘길이는 볼트직경의 4배 이상 또는 50 mm 이상이므로, 2배·30 mm라는 설명은 옳지 않다.
묻힘길이가 짧으면 앵커 주변 조적이 원추형으로 뽑혀 나가는 파괴가 생기므로 충분한 길이를 확보한다.
조적조 연단에서 앵커볼트 표면까지 최소 연단거리는 40 mm 이상이다.
앵커볼트 최소 중심간격은 볼트직경의 4배 이상이다.
후크형 앵커볼트는 훅 안지름이 볼트지름의 3배, 연장길이가 1.5배다.

흙에 접하는 현장치기 콘크리트에서 D25 철근의 최소 피복두께는 50 mm이므로, 40 mm라는 설명은 옳지 않다.
흙에 접하거나 옥외에 노출되는 콘크리트는 철근 지름에 따라 D29 이상 60 mm, D25 이하 50 mm, D16 이하 40 mm를 적용한다.
평행 철근의 수평 순간격은 25 mm 이상, 공칭지름 이상이며 굵은골재 최대치수 규정도 만족해야 한다.
1방향 슬래브의 수축·온도철근은 설계기준항복강도를 발휘하도록 정착한다.
나선·띠철근 기둥의 종방향 철근 순간격은 40 mm 이상, 공칭지름의 1.5배 이상이다.

인방보의 최소 지지길이는 100 mm이므로 50 mm라는 설명은 옳지 않다.
지지길이가 짧으면 인방보 단부 아래 조적에 지압응력이 집중되어 허용응력을 넘을 수 있다.
조적조를 지지하는 요소의 총하중 수직변형은 순스팬의 1/600 이하로 한다.
바닥 슬래브와 벽체 접합부는 최소 3.0 kN/m에 저항하도록 최대 1.2 m 간격으로 정착한다.
조적조는 허용응력설계법·강도설계법·경험적 설계법 중 한 가지로 설계한다.

표준갈고리를 갖는 인장이형철근의 정착길이는 555 mm다.
기본정착길이($f_y = 400\ \mathrm{MPa}$ 기준)는
$l_{hb} = \dfrac{100 d_b}{\sqrt{f_{ck}}} = \dfrac{100 \times 22.2}{\sqrt{25}} = 444\ \mathrm{mm}$
항복강도 보정계수 $\dfrac{f_y}{400} = \dfrac{500}{400} = 1.25$ 를 곱하면
$l_{dh} = 444 \times 1.25 = 555\ \mathrm{mm}$
444 mm는 보정계수를 적용하지 않은 기본정착길이다.
355 mm는 보정계수를 거꾸로(400/500) 곱한 값이다.

조립인장재의 띠판에서 단속용접 또는 파스너의 재축방향 간격은 150 mm 이하로 해야 하므로, 250 mm라는 설명은 옳지 않다.
띠판은 조립 부재들이 일체로 거동하도록 묶는 판이므로 접합 간격을 촘촘히 제한한다.
중심축 인장력을 받는 강봉은 최대세장비 제한이 없다.
핀이 접합재 간 상대변위를 제어하는 경우 핀구멍 직경은 핀직경보다 1 mm 넘게 크면 안 된다.
아이바의 핀직경은 아이바 몸체폭의 7/8배보다 커야 한다.

콘크리트 압축력은 약 640 kN이다.
$f_{ck} = 30\ \mathrm{MPa}$ 는 28 MPa를 넘으므로 KBC2009의 β₁ 식을 적용한다.
$\beta_1 = 0.85 - 0.007(30 - 28) = 0.836$
$a = \beta_1 c = 0.836 \times 100 = 83.6\ \mathrm{mm}$
$C = 0.85 f_{ck} a b = 0.85 \times 30 \times 83.6 \times 300 \approx 639540\ \mathrm{N} \approx 640\ \mathrm{kN}$
약 650 kN은 β₁ = 0.85를 그대로 쓴 값이다.
630 kN·760 kN은 β₁과 등가응력블록 관계에서 나오지 않는다.

곡면지붕의 불균형적설하중 계산에서 적설하중을 고려하지 않는 부분은 접선경사도가 수평면과 70° 이상인 부분이므로, 60°라는 설명은 옳지 않다.
경사가 매우 급한 부분은 눈이 쌓이지 못하고 미끄러져 내리므로 적설하중을 0으로 본다.
지상적설하중 기본값은 재현기간 100년 수직 최심 적설깊이를 기준으로 한다.
최소 지상적설하중은 0.5 kN/$m^{2}$다.
지상적설하중이 1.0 kN/$m^{2}$ 이하인 곳의 평지붕적설하중은 지상적설하중에 중요도계수를 곱한 값 이상으로 한다.

모드 층지진력은 동적해석(응답스펙트럼 해석)에서 진동모드별로 구하는 값이므로 등가정적해석법과 관련이 없다.
등가정적해석법은 지진력을 밑면전단력으로 구한 뒤 이를 층별 횡하중으로 수직분포시켜 정적으로 해석한다.
반응수정계수: 밑면전단력 산정의 지진응답계수에 들어간다.
전도모멘트: 층별 횡하중으로 산정해 설계에 반영한다.
밑면전단력을 수직분포시킨 층별 횡하중: 등가정적해석의 핵심 절차다.