[국회직 9급 건축구조] 26년 1회차 기출문제 정답·해설 페이지

옳은 설명은 매입형 합성부재의 연속된 길이방향 철근 최소철근비가 $0.004$라는 내용이다.
매입형 합성기둥은 강재 코어와 철근이 함께 일하므로, 강재량과 철근량의 하한을 각각 구조세칙으로 둔다.
매입형 합성기둥의 설계인장강도: 인장은 강재와 철근의 항복이 지배하므로 강도저항계수는 0.75가 아니라 0.90이다.
매입형 강재 코어의 단면적: 총단면적의 0.9%가 아니라 1% 이상이다.
합성단면의 공칭강도: 콘크리트의 인장강도는 고려하지 않고 무시한다.
충전형 강관의 단면적: 총단면적의 0.8%가 아니라 1% 이상이다.

옳지 않은 것은 소요강도의 정의이다. 제시된 내용은 소요강도가 아니라 공칭강도의 정의이다.
소요강도는 하중조합에 따라 부재에 요구되는 강도이고, 공칭강도는 규정된 재료강도와 부재치수로 계산한 저항능력이다.
강도한계상태: 항복, 소성힌지, 안정성, 파괴 등 최대하중 지지력에 관한 한계상태로 옳다.
사용한계상태: 외형, 유지관리, 내구성, 안락감, 기계류 기능 유지 능력에 영향을 주는 한계상태로 옳다.
강도저항계수: 공칭강도와 설계강도 사이의 불가피한 오차와 파괴 위험도를 반영하는 계수로 옳다.
한계상태: 사용에 부적당해지거나 극한하중 지지능력에 도달한 상태로 옳다.

필릿용접의 유효면적은 $315\,\mathrm{mm^2}$이다.
최소 사이즈: 얇은 쪽 모재 두께가 $10\,\mathrm{mm}$(6 초과 13 이하 구간)이므로 $s=5\,\mathrm{mm}$이다.
유효목두께: $a=0.7s=0.7\times 5=3.5\,\mathrm{mm}$
유효길이: 양 끝 크레이터를 빼고 $l_e=l-2s=100-2\times 5=90\,\mathrm{mm}$
유효면적: $A_w=a\,l_e=3.5\times 90=315\,\mathrm{mm^2}$

공칭압축강도 산정에 쓰는 세장비는 두 축 중 큰 값인 약축 세장비 $\dfrac{400}{5}$이다.
강축: $\dfrac{KL}{r}=\dfrac{8000}{160}=\dfrac{800}{16}=50$
약축: $\dfrac{KL}{r}=\dfrac{4000}{50}=\dfrac{400}{5}=80$
기둥은 세장비가 큰 축으로 먼저 좌굴하므로, 유효좌굴길이가 짧아도 단면2차반경이 작은 약축이 지배한다.

옳지 않은 것은 건물골조시스템의 설명이다. 이 시스템에서 수직하중은 입체골조가 지지하고, 지진하중은 전단벽이나 가새골조가 저항한다.
수직하중과 횡하중을 벽체가 함께 지지하는 것은 내력벽시스템이므로, 두 시스템은 수직하중을 누가 지지하는지로 구분한다.
내력벽시스템: 수직하중과 횡하중을 벽체가 지지하며, 벽체가 면내 횡강성과 횡강도를 발휘해야 하므로 옳다.
모멘트저항골조시스템: 보와 기둥의 모멘트골조가 수직하중과 횡하중에 저항하므로 옳다.
역추형시스템: 바닥에 고정된 캔틸레버 기둥처럼 거동하며 횡력을 지지하므로 옳다.
이중골조시스템: 모멘트골조가 설계지진력의 25% 이상을 저항해야 하므로 옳다.

㉠에는 속도압, ㉡에는 풍압이 들어간다.
기준높이에서의 속도압에 가스트영향계수와 풍압계수 등을 곱해 풍압을 구하고, 건축구조물 표면 양면의 풍압을 벡터합하여 풍하중을 산정한다.
㉡을 지형계수로 둔 연결: 지형계수는 지형에 따른 풍속 할증 계수로, 벡터합의 대상이 아니다.
㉡을 가스트 영향계수로 둔 연결: 바람의 변동 효과를 반영하는 계수이며, 기준높이의 기준값도 풍압이 아니다.
㉡을 내압계수로 둔 연결: 내압계수는 풍압 산정에 쓰는 계수이며, 기준높이의 기준값도 풍압이 아니다.
㉠을 풍압, ㉡을 속도압으로 둔 연결: 두 용어의 자리가 뒤바뀌어 있다.

처짐의 비는 1:4이다. 단면 ㉡은 접촉면에서 전단력이 전달되지 않아 두 부재가 따로 휘므로, 일체형보다 처짐이 크다.
같은 보에서 처짐은 하중에 비례하고 단면2차모멘트에 반비례한다. 높이 $h$인 부재 하나의 단면2차모멘트를 $I_0$로 둔다.
$I_0 = \dfrac{bh^{3}}{12}$
$I_1 = \dfrac{b(2h)^{3}}{12} = 8I_0$
일체형 단면은 하중 $P$를 $8I_0$로 받고, 단면 ㉡의 각 부재는 하중 $P/2$를 $I_0$로 받는다.
$\dfrac{P}{8I_0} : \dfrac{P/2}{I_0} = \dfrac{1}{8} : \dfrac{1}{2} = 1 : 4$
처짐이 같다는 비는 접촉면에서 전단력이 전달되어 두 부재가 일체로 거동할 때의 결과이다.
비가 1:8이 되려면 한 부재가 하중 전부를 받아야 하는데, 여기서는 절반씩 부담한다.

영부재는 모두 4개이다. 양 끝 수직재, 왼쪽에서 둘째 수직재, 오른쪽 끝 하현재가 해당한다.
하중이 없는 절점을 왼쪽과 오른쪽에서 차례로 살핀다.
오른쪽 아래 끝 절점은 두 부재만 만나고 하중이 없으므로 오른쪽 끝 수직재와 끝 하현재가 영부재이다.
왼쪽에서 둘째 아래 절점은 하현재 두 개가 일직선이므로 그 위의 수직재가 영부재이다.
왼쪽 위 롤러 절점은 반력이 수평뿐이므로 왼쪽 끝 수직재가 영부재이다.
나머지 부재는 힘을 받는다. 경사재 3개는 하중을 왼쪽 지점으로 전달하고, 상·하현재는 그 수평 성분을 받는다.
영부재를 3개로 세면 왼쪽 위 롤러 절점의 수직 평형을 놓친 것이다.
영부재를 5개로 세면 왼쪽에서 셋째 수직재까지 넣은 것이다. 이 수직재는 위 절점의 하중 $P$를 받아 압축재가 된다.

최대 처짐은 자유단 C에서 생기며 그 크기는 $\dfrac{7ql^{4}}{384EI}$이다. B점 처짐에 B점 처짐각에 의한 처짐을 더해 구한다.
하중이 없는 BC 구간은 곧은 상태로 B점의 기울기를 따라간다. AB 길이 $l/2$에 대해 B점 값을 구한다.
$\delta_B = \dfrac{q(l/2)^{4}}{8EI} = \dfrac{ql^{4}}{128EI}$
$\theta_B = \dfrac{q(l/2)^{3}}{6EI} = \dfrac{ql^{3}}{48EI}$
C점 처짐은 다음과 같다.
$\delta_C = \delta_B + \theta_B \times \dfrac{l}{2}$
$\delta_C = \dfrac{ql^{4}}{128EI} + \dfrac{ql^{4}}{96EI} = \dfrac{7ql^{4}}{384EI}$
$\dfrac{ql^{4}}{128EI}$는 B점 처짐만 구한 값으로, BC 구간의 처짐이 빠져 있다.
$\dfrac{ql^{4}}{48EI}$는 처짐각에 전체 길이 $l$을 곱한 값으로, 곱할 길이는 $l/2$이다.

옳은 설명은 공칭치수의 정의이다. 공칭치수는 실제치수보다 큰 25의 배수로 올려 부르는 치수이다.
나머지는 수치가 다르거나 다른 용어의 정의를 옮겨 놓은 것이다.
건조사용조건: 평형함수율 기준은 21%가 아니라 19% 이하이다.
쐐기: 틈에 박아 넣어 부재를 고정하는 조각이며, 배관·배선·철물 설치를 위해 판 홈이 아니다.
장부: 부재 끝을 깎아 만든 돌출부를 다른 부재의 구멍에 끼우는 것이며, 끝면이 보이지 않게 접합하는 방법은 연귀이다.
윤할: 나이테를 따라 갈라진 것이며, 맞보는 재면까지 관통하여 갈라진 것은 관통할렬이다.

옳지 않은 것은 독립기초의 설명이다. 벽체 길이를 따라 설치되는 기초는 줄기초(연속기초)이다.
독립기초는 하나의 기둥을 단독으로 지지하는 기초판이다.
마이크로파일: 구멍에 강봉을 삽입하고 그라우트한 소구경 말뚝으로 옳다.
복합기초: 2개 이상의 기둥을 지지하는 기초로, 기둥이 가깝거나 외부기둥이 대지 경계선에 가까울 때 쓰므로 옳다.
깊은기초: 말뚝 등으로 상부 하중을 깊은 지지층에 전달하므로 옳다.
온통기초: 광범위한 면적의 응력을 단일 기초판으로 지반에 전달하므로 옳다.

옳은 설명은 압축지배변형률 한계에서 순인장변형률이 철근의 항복변형률과 같다는 내용이다.
KDS 14 20 20 기준으로, 순인장변형률이 이 한계 이하인 단면이 압축지배단면이다.
설계기준압축강도 60MPa의 극한변형률: 0.0032가 아니라 0.0031이다.
항복변형률보다 작은 변형률의 철근 응력: $f_{y}$가 아니라 변형률에 탄성계수를 곱한 값 $E_s\varepsilon_s$이다.
휨부재의 공칭강도 상태: $\varepsilon_{t}$는 최소 허용변형률 미만이 아니라 이상이어야 한다.
$f_{y}$가 400MPa 이하인 경우의 최소 허용변형률: 0.005가 아니라 0.004이다.

옳지 않은 것은 4개 다발철근의 증가율이다. 4개 다발철근의 정착길이는 30%가 아니라 33% 증가시킨다.
다발철근은 부착 둘레가 줄어드는 만큼 정착길이를 늘리며, 철근 수가 많을수록 증가율이 크다.
인장 이형철근의 정착길이: 항상 300mm 이상이므로 옳다.
압축 이형철근의 정착길이: 항상 200mm 이상이므로 옳다.
표준갈고리가 있는 인장 이형철근의 정착길이: 철근지름의 8배 이상, 또한 150mm 이상이므로 옳다.
3개 다발철근의 정착길이: 20% 증가시키므로 옳다.

옳지 않은 것은 나선철근의 순간격 설명이다. 나선철근의 순간격은 25mm 이상, 75mm 이하이다.
40mm 이상, 철근 공칭지름의 1.5배 이상은 나선철근이 아니라 기둥 축방향 철근의 순간격 규정이다.
나선철근의 지름: 현장치기콘크리트 공사에서 10mm 이상이므로 옳다.
나선철근의 정착: 끝에서 추가로 1.5 회전 확보하므로 옳다.
나선철근의 하단 범위: 기초판 또는 기초 슬래브의 윗면에서 시작해 지지된 부재의 최하단 수평철근까지 연장하므로 옳다.
기둥머리가 있는 기둥: 기둥머리의 지름이나 폭이 기둥의 2배가 되는 곳까지 연장하므로 옳다.

옳지 않은 것은 유효단면2차모멘트에 대한 설명이다. 유효단면2차모멘트는 균열 단면의 단면2차모멘트 이하가 아니라 그 이상이다.
유효단면2차모멘트는 균열이 일부만 생긴 상태를 반영하므로 $I_{cr}\le I_e\le I_g$ 범위에 있다.
사용하중에서의 검토: 사용기간 중 기능과 성능 유지를 위해 사용성과 내구성을 검토하므로 옳다.
사용성 검토 항목: 균열, 처짐, 피로의 영향을 고려하므로 옳다.
1방향 구조의 순간처짐: 균열과 철근의 영향을 고려하여 탄성처짐공식을 사용하므로 옳다.
균열 제어용 추가 보강철근: 온도변화와 건조수축 등에 대비해 필요에 따라 배치하므로 옳다.

㉠은 주열대, ㉡은 스터럽이다.
기둥을 잇는 중심선 양측의 설계대가 주열대이고, 보의 주철근을 둘러싸 전단력과 비틀림모멘트에 저항하는 복부보강근이 스터럽이다.
중간대: 두 주열대 사이의 설계대이므로 ㉠에 맞지 않는다.
띠철근: 기둥의 축방향 철근을 둘러싸는 철근이므로 ㉡에 맞지 않는다.
나선철근: 기둥의 축방향 철근을 나선형으로 둘러싸는 철근이므로 ㉡에 맞지 않는다.

옳지 않은 것은 비균열 벽체의 값이다. 비균열 벽체의 단면2차모멘트는 0.75$\,I_{g}$가 아니라 0.70$\,I_{g}$이다.
탄성 2차 해석에서는 균열에 따른 강성 저하를 반영하므로, 균열이 많은 부재일수록 작은 값을 쓴다.
보: 0.35$\,I_{g}$로 옳다.
기둥: 0.70$\,I_{g}$로 옳다.
균열 벽체: 0.35$\,I_{g}$로 옳다.
플랫 플레이트: 0.25$\,I_{g}$로 옳다.

옳지 않은 것은 D29 주철근에 D13 이상의 띠철근을 쓴다는 설명이다. D29 주철근의 띠철근은 D10 이상이면 된다.
D32 이하의 축방향 철근에는 D10 이상을, D35 이상의 축방향 철근과 다발철근에는 D13 이상을 사용한다.
겹침이음되지 않은 주철근의 최대철근비: 8%이므로 옳다.
직사각형 띠철근 기둥의 주철근 개수: 4개 이상이므로 옳다.
띠철근의 수직 간격: 축방향 철근 지름의 16배, 띠철근 지름의 48배, 기둥단면의 최소치수 이하이므로 옳다.
기초판 윗면의 첫 번째 띠철근: 다른 띠철근 간격의 1/2 이하이므로 옳다.