[9급 지방직 건축구조] 26년 1회차 기출문제 정답·해설 페이지

공사 시방서는 구조설계서에 포함되는 최소한의 내용이 아니다.
구조설계서는 구조안전을 확인한 설계의 근거를 담는 문서로, 설계 방침과 계산 결과, 시공 시 지켜야 할 구조상 요구사항을 정리한다. 공사 전반의 재료·공법을 규정하는 공사 시방서는 별도의 설계도서로 작성된다.
구조설계개요: 구조형식·적용 기준·설계하중 등 설계의 전제를 밝히는 항목으로 포함된다.
구조계산: 부재와 접합부의 안전성을 검토한 내용으로 포함된다.
구조특기사항: 재료 강도·시공 시 유의사항 등 구조상 특별히 지켜야 할 사항으로 포함된다.

건조수축 균열을 줄이려면 물－시멘트비를 가능한 작게 해야 하므로, 크게 한다는 설명이 옳지 않다.
건조수축은 콘크리트 속 잉여수가 증발하면서 생기므로, 단위수량과 물－시멘트비가 클수록 수축량이 커진다.
치밀한 골재 사용: 다공질 골재는 흡수·수축이 커서, 치밀한 골재가 수축 억제에 유리하다.
단위골재량 증가: 수축하는 시멘트 페이스트의 양이 줄어 건조수축이 감소한다.
시공줄눈·신축줄눈 활용: 균열이 생길 위치를 유도해 무질서한 균열을 제어한다.

양단 고정 압축재의 이론상 유효좌굴길이는 1 m이다.
유효좌굴길이는 유효좌굴길이계수 K에 부재길이를 곱해 구하며, 양단 고정일 때 이론값은 K = 0.5이다.
$KL = 0.5 \times 2\,\mathrm{m}$
$= 1\,\mathrm{m}$

강재 밑판을 갖는 기둥을 지지하는 기초판의 위험단면은 밑판 외면이 아니라 기둥 외면과 강재 밑판 단부의 중간이므로 옳지 않다.
기초판의 최대 계수휨모멘트는 지지하는 부재의 종류에 따라 정해진 위험단면에서 계산한다.
콘크리트 기둥을 지지하는 기초판: 위험단면은 기둥의 외면으로 옳다.
콘크리트 벽체를 지지하는 기초판: 위험단면은 벽체의 외면으로 옳다.
조적조 벽체를 지지하는 기초판: 위험단면은 벽체 중심과 단부의 중간으로 옳다.

절단법으로 풀면 상현재 a 의 부재력 크기는 45 kN(압축)이다.
하중이 대칭이므로 각 지점 반력은 $R_A=R_B=\dfrac{3\times 40}{2}=60\,\mathrm{kN}$이고, 수평하중이 없어 수평반력은 0이다.
a(C′D′), 사재 CD′, 하현재 CD 를 지나도록 자르고, 나머지 두 부재가 만나는 하현 절점 C에 대해 왼쪽 부분의 모멘트 평형을 세운다. C′의 40 kN 은 C 와 같은 연직선 위에 있어 모멘트가 0이다.
$a\times 4=60\times 3=180\,\mathrm{kN\cdot m}$
$a=45\,\mathrm{kN}$
40 kN: 절점 하중 하나의 크기일 뿐 부재력이 아니다.
50 kN: 절점 C 에 대한 모멘트 평형 180 = a×4 를 만족하지 않는다.
55 kN: 같은 평형식에서 나오지 않는 값으로, C′의 하중은 C 와 같은 연직선 위에 있어 모멘트에 더해지지 않는다.

필릿용접 기호의 8 은 용접 사이즈(다리길이)이므로, 유효목두께를 8 mm 로 한다는 설명이 옳지 않다.
필릿용접의 유효목두께는 사이즈의 약 0.7배로 따로 산정하며, 사이즈 값을 그대로 목두께로 쓰지 않는다.
현장용접: 기선과 화살표가 만나는 꺾임점의 깃발 표시는 현장용접을 뜻한다.
화살표 반대편 필릿용접: 삼각형 기호가 기선 위쪽에 있으면 화살표 반대편 용접이다.
용접길이 100 mm, 간격 200 mm: 기호 오른쪽의 100-200 은 단속용접의 용접길이-피치를 나타낸다.

항복강도 600 MPa 철근을 쓴 보의 인장지배 한계 인장변형률은 0.0075이다.
2021년 개정 KDS 14 20 20에서는 항복강도가 400 MPa를 초과하는 철근의 인장지배 변형률 한계를 항복변형률의 2.5배로 정한다.
$\varepsilon_y = \dfrac{f_y}{E_s} = \dfrac{600}{200{,}000} = 0.003$
$\varepsilon_t = 2.5\,\varepsilon_y = 2.5 \times 0.003 = 0.0075$

철근과 콘크리트의 탄성계수는 서로 다르다(철근이 훨씬 크다)는 점에서 같다는 설명이 옳지 않다.
두 재료의 탄성계수 차이 때문에 단면 해석에서 탄성계수비를 써서 철근을 등가 콘크리트 면적으로 환산한다.
열팽창계수가 거의 같음: 온도 변화에도 두 재료가 함께 거동해 일체성이 유지된다.
상호 부착력이 뛰어남: 응력이 콘크리트와 철근 사이에 전달되는 근거로 옳다.
철근은 인장, 콘크리트는 압축에 저항: 철근콘크리트의 기본 원리로 옳다.

미지의 힘 셋 중 둘을 없애는 점에서 모멘트 평형을 세우면 P(4) = 10 kN이다.
그림에서 P(1)(위쪽, 6 kN)은 우상단, P(4)(오른쪽을 향하는 수평력)는 좌상단, P(2)(왼쪽을 향하는 수평력)는 우하단, P(3)(경사)는 좌하단 모서리에 작용한다. 좌하단 모서리를 모멘트 중심으로 잡으면 P(3) 는 이 점을 지나고, P(2) 는 이 점을 지나는 수평선 위에 있어 모멘트가 0이다.
$\Sigma M=0:\ 6\times 10=P_4\times 6$
$P_4=\dfrac{60}{6}=10\,\mathrm{kN}$
3 kN: 좌하단 모서리에 대한 모멘트가 18 kN·m 로 P(1) 의 60 kN·m 와 평형을 이루지 못한다.
5 kN: 모멘트가 30 kN·m 에 그쳐 평형을 만족하지 않는다.
7 kN: 모멘트가 42 kN·m 로 역시 평형을 만족하지 않는다.

비구조재에 대한 구조검토는 유지·관리 중 건축주 또는 관리자가 책임구조기술자에게 의뢰하는 업무의 종류에 해당하지 않는다.
유지·관리 단계의 의뢰 업무는 구조체의 안전을 확인하는 데 목적이 있다.
안전진단: 사용 중인 구조물의 안전성을 평가하는 업무로 해당한다.
증축을 위한 구조검토: 하중 증가에 따른 기존 구조체의 안전성 확인으로 해당한다.
리모델링을 위한 구조검토: 구조 변경에 따른 안전성 확인으로 해당한다.

지붕 골조 위에 막을 덮는 방식은 골조막구조에 대한 설명이므로 공기막구조의 설명으로 옳지 않다.
공기막구조는 골조 없이 송풍기로 실내 압력을 외기압보다 약간 높게 유지해 막을 부풀려 형태와 강성을 얻는다.
내구성·내화성이 다소 부족함: 막재의 재료적 한계로 옳은 설명이다.
타 구조방식보다 경량임: 막과 공기압만으로 지지하므로 옳다.
내압을 외기압보다 약간 높게 유지함: 공기막구조의 기본 원리로 옳다.

절점 A 의 수직 평형에서 P = 5 kN이다.
부재 AB 는 수평이므로 수직력을 받을 수 없고, P 는 수평과 30°를 이루는 부재 AC 의 수직성분만으로 지지된다. AC 가 압축이면 절점 A 를 위쪽으로 밀어 올린다.
$\Sigma F_y=0:\ P=10\sin 30^\circ=10\times 0.5=5\,\mathrm{kN}$
$5\sqrt{3}$ kN: $\cos 30^\circ$를 써서 얻은 수평성분으로, 이는 AB 의 부재력(인장) 크기에 해당한다.
$5\sqrt{2}$ kN: 경사를 45°로 잘못 본 값이다.
$10\sqrt{3}$ kN: 압축력 10 kN 보다 큰 값으로, 부재력의 한 성분이 부재력 자체보다 클 수 없다.

얕은기초의 침하량은 즉시침하량, 일차압밀침하량, 이차압축침하량을 합하여 산정한다.
지반의 종류와 시간 경과에 따라 침하 성분이 달리 나타나므로 각 성분을 모두 더한 총침하량으로 검토한다.
즉시침하량만을 말함: 점성토의 압밀침하 등 장기 성분이 빠지므로 옳지 않다.
쌓기층의 장기침하량을 고려하지 않음: 쌓기층 자체의 장기침하도 구조물 침하에 반영해야 하므로 옳지 않다.
영향깊이 내 지중응력 증가량을 고려하지 않음: 침하는 기초하중에 의한 지중응력 증가로 생기므로 반드시 고려해야 한다.

집중 모멘트만 받는 단순보는 전 구간 전단력이 일정하며, C점 전단력의 크기는 2 kN이다.
연직하중이 없으므로 두 지점 반력은 크기가 같고 방향이 반대인 우력이 되어 외부 모멘트와 평형을 이룬다.
$R=\dfrac{M}{L}=\dfrac{20}{10}=2\,\mathrm{kN}$
집중 모멘트는 휨모멘트도에 불연속(점프)을 만들 뿐 전단력에는 영향을 주지 않으므로, C점을 포함한 모든 단면의 전단력 크기가 반력과 같다.
0: 연직하중이 없어도 우력 반력 때문에 전단력은 생긴다.
1: 반력은 외부 모멘트를 경간 전체 길이로 나눈 값이며, 모멘트 작용 위치(4 m, 6 m)와 무관하다.
3: 같은 이유로 반력 크기와 다르므로 전단력이 될 수 없다.

최대 휨응력을 허용 휨인장응력과 같게 두면 허용 등분포하중은 $\dfrac{40}{3}\dfrac{bh^2}{L^2}$이다.
단순보 최대 휨모멘트와 직사각형 단면계수는 다음과 같다.
$M_{max}=\dfrac{wL^2}{8},\quad Z=\dfrac{bh^2}{6}$
$f_b=\dfrac{M_{max}}{Z}=\dfrac{6wL^2}{8bh^2}=10\,\mathrm{MPa}$
$w=\dfrac{80bh^2}{6L^2}=\dfrac{40}{3}\dfrac{bh^2}{L^2}$
$\dfrac{20}{3}\dfrac{bh^3}{L^2}$: 단면계수 대신 단면2차모멘트 꼴(h 세제곱)을 쓴 것으로 차원도 맞지 않는다.
$\dfrac{20}{3}\dfrac{bh^2}{L^2}$: 최대 휨모멘트를 $wL^2/4$로 잘못 잡았을 때 나오는 값이다.
$\dfrac{40}{3}\dfrac{bh}{L^2}$: 단면계수에서 h 를 한 번 빠뜨린 꼴이다.

강재 웨브의 국부좌굴은 강재보와 슬래브 면 사이의 수평 전단력에 대한 한계상태가 아니다.
노출형 합성보의 수평 전단력은 콘크리트 압괴, 강재 단면의 인장항복, 전단연결재의 강도 중 작은 값으로 정해진다.
콘크리트 압괴: 슬래브 콘크리트가 전달할 수 있는 압축력의 한계로 해당한다.
강재 단면의 인장항복: 강재보가 전달할 수 있는 인장력의 한계로 해당한다.
전단연결재의 파단: 연결재가 전달할 수 있는 전단력의 한계로 해당한다.

목구조의 수직 및 수평 격막은 강한 격막이 아니라 유연한(flexible) 격막으로 분류하므로 옳지 않다.
목재 바닥·지붕 격막은 면내 강성이 작아, 수평력을 수직 저항요소의 강성이 아닌 분담 면적에 따라 배분하는 것이 일반적이다.
동적해석법 적용: 목구조도 동적해석법으로 내진설계할 수 있어 옳다.
내력벽 시스템의 변위증폭계수: 기준에 정해진 값으로 옳은 설명이다.
지진력 연직분포의 분포계수: 목구조 건축물에 1을 적용하는 것으로 옳은 설명이다.

EC1은 습윤하거나 보호되지 않는 콘크리트가 아니라 건조하거나 영구적으로 습윤한 콘크리트로, 탄산화 위험이 낮은 등급이다.
탄산화는 콘크리트가 너무 건조하거나 늘 젖어 있으면 느리고, 건조와 습윤이 반복될수록 빨라진다.
EC2: 습윤하고 드물게 건조되는 콘크리트로 옳은 설명이다.
EC3: 보통 정도의 습도에 노출되는 콘크리트로 옳은 설명이다.
EC4: 건습이 반복되어 탄산화 위험이 매우 높은 경우로 옳은 설명이다.

폭두께비가 큰 판요소로 구성된 압축재는 국부좌굴이 발생할 수 있다는 설명이 옳다.
판요소가 얇을수록 전체 좌굴 전에 판이 먼저 좌굴하므로, 기준은 폭두께비로 비세장·세장 단면을 구분한다.
볼트 접합부의 블록전단파괴: 인장재 접합부에서 검토하는 파괴모드로 압축재 설계의 설명으로 옳지 않다.
단부 지지조건을 고려하지 않음: 세장한 압축재의 좌굴내력은 유효좌굴길이계수로 단부 조건을 반영해야 한다.
유효순단면적: 인장재에서 볼트 구멍과 전단지연을 고려한 개념이며 폭두께비와 무관하다.

설계강도가 소요강도보다 커야 하므로, 소요강도가 설계강도보다 커야 한다는 설명이 옳지 않다.
강도설계의 기본 원칙은 설계강도 ≥ 소요강도로, 이는 프리캐스트콘크리트 부재에도 동일하게 적용된다.
제작공장 또는 제작장에서 생산된 부재: 프리캐스트콘크리트 부재의 정의로 옳다.
설계기준압축강도의 최소 규정: 프리캐스트 부재의 최소 강도 규정으로 옳은 설명이다.
초기 및 장기처짐의 영향 고려: 상호 연결된 부재의 영향까지 설계에 반영해야 하므로 옳다.