[9급 지방직 건축구조] 19년 1회차 기출문제 정답·해설 페이지

영향면적이 25 $\mathrm{m^2}$ 이상이면 저감할 수 있다는 설명이 틀렸다. 활하중 저감은 영향면적 36 $\mathrm{m^2}$ 이상인 부재에 적용한다.
영향면적이 클수록 면적 전체에 동시에 최대 활하중이 실릴 확률이 낮아지므로 저감계수를 곱해 줄일 수 있으나, 저감계수의 하한을 두어 과도한 저감을 막는다.
1개 층을 지지하는 부재의 저감계수 하한 0.5는 옳다.
2개 층 이상을 지지하는 부재의 저감계수 하한 0.4는 옳다.
활하중 5 $\mathrm{kN/m^2}$ 이하의 공중집회 용도는 사람이 한꺼번에 몰릴 수 있어 저감할 수 없다는 설명은 옳다.

기본지상적설하중의 기준을 재현기간 50년으로 본 설명이 틀렸다. 기본지상적설하중은 재현기간 100년에 대한 수직 최심적설깊이를 기준으로 한다.
평지붕적설하중은 기본지상적설하중에 여러 계수를 곱해 구하고, 경사지붕적설하중은 여기에 다시 지붕경사도계수를 곱한다.
최소 지상적설하중 0.5 $\mathrm{kN/m^2}$는 옳다.
평지붕적설하중을 기본지상적설하중 × 기본지붕적설하중계수 × 노출계수 × 온도계수 × 중요도계수로 산정한다는 설명은 옳다.
경사지붕적설하중을 평지붕적설하중 × 지붕경사도계수로 산정한다는 설명은 옳다.

균열제어용 철근의 지름과 간격을 가능한 한 크게 한다는 설명이 틀렸다. 균열제어 철근은 지름과 간격을 가능한 한 작게 하여 분산 배치해야 한다.
가는 철근을 촘촘히 배치하면 균열이 여러 곳으로 분산되어 개별 균열폭이 작아진다.
미관이 중요한 구조에 미관상의 허용균열폭을 설정해 검토할 수 있다는 설명은 옳다.
수밀성이 요구되는 구조에 소요수밀성을 위한 허용균열폭을 설정해 검토할 수 있다는 설명은 옳다.
사용성 검토에서 균열·처짐·피로의 영향을 고려한다는 설명은 옳다.

250 $\mathrm{m^3}$당 1회 이상이라는 기준이 틀렸다. 콘크리트 강도시험용 시료는 120 $\mathrm{m^3}$당 1회 이상 채취한다.
시료 채취는 아래 조건 각각을 만족하도록 하여, 타설량·면적·배합 변화에 따른 품질 편차를 빠짐없이 확인하기 위한 것이다.
하루에 1회 이상 채취는 옳다.
슬래브나 벽체의 표면적 500 $\mathrm{m^2}$마다 1회 이상 채취는 옳다.
배합이 변경될 때마다 1회 이상 채취는 옳다.

B점의 휨모멘트는 −6kN·m이다. 내민보의 지점 B 모멘트는 반력을 구할 필요 없이 B 오른쪽 내민 구간 BC의 하중만으로 바로 구할 수 있다.
하중은 A에서 $12\,\mathrm{kN/m}$, C에서 0으로 전체 길이 $9\,\mathrm{m}$에 걸쳐 직선 감소하므로 B(C에서 $3\,\mathrm{m}$)의 하중강도는
$w_B = 12\times\dfrac{3}{9} = 4\,\mathrm{kN/m}$
BC 구간 삼각형 하중의 합력과 작용점(B에서 길이의 1/3)은
$R = \dfrac{1}{2}\times 4\times 3 = 6\,\mathrm{kN}$, $e = \dfrac{3}{3} = 1\,\mathrm{m}$
$M_B = -6\times 1 = -6\,\mathrm{kN\cdot m}$ (내민보 지점이므로 상부 인장의 부모멘트)
−3kN·m는 합력의 팔을 B에서 0.5m로 잘못 잡은 값이다.
−9kN·m는 합력 6kN을 BC 구간 중앙(B에서 1.5m)에 작용시킨 값이다.
−12kN·m는 합력의 팔을 길이의 2/3(2m)로 잘못 잡은 값이다.

옳은 설명은 총단면적이 부재축의 직각방향으로 측정된 각 요소단면의 합이라는 것이다.
인장재는 총단면 항복과 유효순단면 파단의 두 한계상태를 모두 검토하며, 설계인장강도는 둘 중 작은 값으로 정한다.
두 한계상태 중 큰 값을 설계인장강도로 한다는 설명은 틀렸다 — 작은 값이 지배한다.
유효순단면 파단한계상태의 인장저항계수는 0.75이므로 0.80이라는 설명은 틀렸다.
전단지연의 영향을 고려한 것은 순단면적이 아니라 유효순단면적이므로 틀렸다.

최대 전단응력은 √20×10²MPa이다. 평면응력 상태의 면내 최대 전단응력은 모어원의 반지름과 같다.
그림에서 $\sigma_x = 400\,\mathrm{MPa}$(인장), y방향 수직응력은 없으므로 $\sigma_y = 0$, 전단응력 $\tau_{xy} = 400\,\mathrm{MPa}$이다.
$\tau_{max} = \sqrt{\left(\dfrac{\sigma_x-\sigma_y}{2}\right)^2+\tau_{xy}^2}$
$= \sqrt{200^2+400^2} = \sqrt{200000}$
$= \sqrt{20}\times 10^2\,\mathrm{MPa}$
√5×10²MPa는 √(200²+400²)보다 훨씬 작은 과소값이다.
√10×10²MPa는 모어원 반지름 √(200²+400²)보다 작아 성립하지 않는다.
√15×10²MPa도 반지름 계산값 √200000MPa와 맞지 않는다.

부재 어느 위치에서나 정·부 휨강도를 최대 휨강도의 1/6 이상으로 한다는 설명이 틀렸다. 중간모멘트골조 보에서는 이 값이 1/5 이상이어야 한다.
중간모멘트골조 보는 접합면에서 정 휨강도를 부 휨강도의 1/3 이상, 부재 전 구간에서 정·부 휨강도를 접합면 최대 휨강도의 1/5 이상 확보해 반복하중에 대한 연성을 갖도록 한다.
접합면에서 정 휨강도가 부 휨강도의 1/3 이상이어야 한다는 설명은 옳다.
보 양단에서 지지부재 내측 면부터 보 깊이의 2배 구간에 후프철근을 배치한다는 설명은 옳다.
스터럽 간격을 부재 전 길이에 걸쳐 d/2 이하로 한다는 설명은 옳다.

설명에 해당하는 조사 방법은 사운딩이다.
사운딩은 로드 끝의 저항체를 지중에 넣어 관입·회전·인발 저항을 측정하고 이로부터 지반의 성상을 추정하는 원위치 시험이다.
지반의 개량은 연약지반의 성질을 개선하는 공법으로, 조사 방법이 아니다.
평판재하시험은 재하판에 하중을 가하고 침하량을 측정해 지지력을 구하는 시험이다.
동재하시험은 말뚝을 타격할 때의 응답을 측정해 말뚝의 지지력을 평가하는 시험이다.

하중계수를 25%만큼 감소시킬 수 있다는 설명이 틀렸다. 정밀 현장 조사로 하중 크기를 확인한 경우 고정하중과 활하중의 하중계수는 5%만큼 감소시킬 수 있다.
기존 구조물 평가는 실측 치수·배근에 근거하므로 불확실성이 줄어들지만, 하중계수 감소 폭은 제한적으로만 허용된다.
구조 부재의 치수를 위험단면에서 확인한다는 설명은 옳다.
철근·용접철망·긴장재의 위치와 크기를 위험단면에서 계측으로 결정하되, 표본조사로 도면이 확인되면 도면에 근거할 수 있다는 설명은 옳다.
재하시험 결과로 직접 평가하는 방법은 보·슬래브 같은 휨부재에만 적용할 수 있다는 설명은 옳다.

강관이나 파이프를 입체 트러스로 구성해 기둥 없는 대공간을 만드는 구조는 스페이스 프레임구조이다.
스페이스 프레임은 짧은 선형 부재를 3차원으로 조립해 하중을 여러 방향으로 분산시키므로 넓은 경간을 지지할 수 있다.
절판구조는 평판을 접어 주름 형태로 강성을 높인 구조이다.
케이블구조는 인장력만 받는 케이블로 하중을 지지하는 구조이다.
막구조는 얇은 막재에 장력을 주어 형태를 유지하는 구조이다.

HSA를 건축구조용 탄소강관으로 설명한 것이 틀렸다. 건축구조용 탄소강관의 기호는 SNT이고, HSA는 건축구조용 고성능 압연강재를 나타낸다.
구조용 강재 기호는 KS 규격에 따라 용도와 형태를 구분해 표시하므로, 기호와 명칭을 짝지어 기억해야 한다.
SN을 건축구조용 압연 강재로 설명한 것은 옳다.
SHN을 건축구조용 열간 압연 형강으로 설명한 것은 옳다.
SMA를 용접구조용 내후성 열간 압연 강재로 설명한 것은 옳다.

아치의 추력을 보강하는 방법으로 옳지 않은 것은 스테이 설치이다.
아치 지점에는 바깥으로 벌어지려는 수평 추력이 생기므로, 이를 묶거나 상쇄하거나 받쳐 주는 방법으로 보강한다.
타이 바(tie bar)로 양 지점을 묶으면 추력을 인장력으로 처리할 수 있다.
아치를 연속으로 연결하면 이웃 아치의 추력끼리 서로 상쇄된다.
버트레스를 설치하면 추력을 벽체 바깥쪽에서 받쳐 지반으로 전달한다.

대린벽에 대한 설명이 틀렸다. 대린벽은 한 내력벽에 직각으로 교차하는 벽을 말한다.
대린벽은 교차하는 내력벽을 옆에서 붙잡아 횡방향 지지 역할을 하므로, 비내력벽 두께방향의 조적개체로 구성된 벽체라는 정의와는 다르다.
속빈단위조적개체를 순단면적이 전단면적의 75%보다 적은 조적단위로 정의한 것은 옳다.
유효보강면적을 보강면적에 유효면적방향과 보강면 사이각의 코사인값을 곱한 값으로 정의한 것은 옳다.
환산단면적을 기준 물질과의 탄성비에 근거한 등가면적으로 정의한 것은 옳다.

바닥덮개에 두께 15 $\mathrm{mm}$ 이상의 구조용 합판을 사용한다는 설명이 틀렸다. 기준은 바닥덮개로 이보다 두꺼운 구조용 합판을 요구한다.
경골목구조 바닥은 장선 간격·처짐 한계·기초벽 두께를 함께 규정해 바닥 강성을 확보한다.
바닥의 총하중에 의한 최대처짐 허용한계를 경간의 1/240로 한다는 설명은 옳다.
바닥장선 상호 간의 간격을 650 $\mathrm{mm}$ 이하로 한다는 설명은 옳다.
줄기초 기초벽 두께를 최하층벽 두께의 1.5배 이상이면서 150 $\mathrm{mm}$ 이상으로 한다는 설명은 옳다.

강봉이 늘어난 길이는 5PL/2AE이다. 단면이 다른 구간이 직렬로 이어져 있으므로 각 구간의 축력은 모두 P이고, 구간별 변형량을 더한다.
구간별 변형량 $\delta = \dfrac{PL}{AE}$을 적용하면
굵은 구간: $\delta_1 = \dfrac{P\,(L/2)}{AE} = \dfrac{PL}{2AE}$
가는 구간: $\delta_2 = \dfrac{P\,L}{(A/2)E} = \dfrac{2PL}{AE}$
$\delta = \delta_1+\delta_2 = \dfrac{PL}{2AE}+\dfrac{4PL}{2AE} = \dfrac{5PL}{2AE}$ — 단면적이 절반인 구간이 더 길고 더 많이 늘어난다.
7PL/2AE는 두 구간 변형량의 합보다 커서 성립하지 않는다.
3PL/2AE는 가는 구간의 단면적을 A로 보아 단면 감소를 무시한 값이다.
PL/2AE는 굵은 구간의 변형량만 계산한 값이다.

옳은 설명은 보의 비지지길이가 소성한계비지지길이보다 크면 횡좌굴강도를 고려해야 한다는 것이다.
비지지길이가 소성한계비지지길이 이하이면 소성휨모멘트까지 도달할 수 있으나, 이를 넘으면 횡비틀림좌굴이 강도를 지배한다.
휨저항계수는 0.90이므로 0.85라는 설명은 틀렸다.
소성휨모멘트는 인장강도가 아니라 항복강도에 소성단면계수를 곱해 산정하므로 틀렸다.
자유단이 지지되지 않은 캔틸레버와 내민 부분의 횡좌굴모멘트 수정계수 $C_b$는 1.0이므로 2라는 설명은 틀렸다.

세장비는 160이다.
세장비 = 유효좌굴길이 ÷ 단면2차반경이고, 원형단면의 단면2차반경은 지름의 1/4이다.
$r=\sqrt{\dfrac{I}{A}}=\dfrac{d}{4}=\dfrac{100}{4}=25\ \mathrm{mm}$
$\lambda=\dfrac{KL}{r}=\dfrac{4000}{25}=160$

중립축 깊이 c는 약 117.6mm이다. 2019년 시험 당시 기준에 따라 인장철근 항복을 가정하고 등가응력블록 깊이 a를 구한 뒤 $c = a/\beta_1$로 환산한다.
그림에서 $b = 400\,\mathrm{mm}$, $d = 500\,\mathrm{mm}$, $A_s = 1700\,\mathrm{mm^2}$이다. 힘의 평형 $0.85f_{ck}ab = A_sf_y$에서
$a = \dfrac{1700\times 400}{0.85\times 20\times 400} = \dfrac{680000}{6800} = 100\,\mathrm{mm}$
당시 기준에서 $f_{ck} \le 28\,\mathrm{MPa}$이면 β₁ = 0.85이므로
$c = \dfrac{100}{0.85} \approx 117.6\,\mathrm{mm}$
120.3mm는 a=100mm를 β₁=0.85로 나눈 값보다 커서 맞지 않는다.
113.4mm는 같은 계산값보다 작아 맞지 않는다.
109.7mm 역시 평형식과 β₁ 환산을 만족하지 않는 값이다.

즉시침하량 산정에 간극비를 쓴다는 설명이 틀렸다. 즉시침하량은 지반을 탄성체로 보고 탄성계수와 포아송비를 설정해 산정한다.
간극비는 시간에 따라 간극수가 빠지며 생기는 압밀침하 산정에 쓰는 지반 정수이다.
과대한 침하를 피할 수 없을 때 신축조인트를 두거나 상부구조 강성을 크게 해 유해한 부등침하를 막는다는 설명은 옳다.
기초의 접지압이 지반의 허용지지력을 넘지 않아야 한다는 설명은 옳다.
허용침하량을 지반조건·기초형식·상부구조 특성·주위상황을 고려해 정한다는 설명은 옳다.