[국회직 9급 건축구조] 16년 1회차 기출문제 정답·해설 페이지

구조체에 부착된 설비나 마감재의 중량으로 지속 작용하는 연직하중은 활하중이 아니라 고정하중이다.
고정하중은 구조체와 부착된 비내력 부분·설비 등의 중량처럼 존치 기간 내내 작용하는 하중이고, 활하중은 사용·점유에 따라 크기와 위치가 변하는 하중이다.
구조체의 중량으로 지속 작용하는 연직하중을 고정하중이라 한 설명은 옳다.
쌓인 눈의 중량으로 작용하는 하중을 적설하중이라 한 설명은 옳다.
지진에 의한 지반운동으로 작용하는 하중을 지진하중이라 한 설명은 옳다.
지하수위에 의해 구조물에 작용하는 하중을 지하수압이라 한 설명은 옳다.

구속판요소에 해당하는 것은 각형강관의 플랜지이다.
구속판요소는 하중 방향과 나란한 양쪽 끝이 모두 지지된 판이고, 비구속판요소는 한쪽 끝만 지지되고 다른 쪽 끝은 자유단인 판이다. 각형강관의 플랜지는 양쪽 끝이 웨브에 연결되어 있다.
ㄷ형강의 플랜지는 웨브 쪽 한 변만 지지되고 끝단이 자유단이므로 비구속판요소다.
T형강의 플랜지는 스템에서 양옆으로 돌출해 끝단이 자유단이므로 비구속판요소다.
T형강의 스템은 플랜지 쪽 한 변만 지지되므로 비구속판요소다.
압연H형강의 플랜지는 웨브에서 양옆으로 돌출해 끝단이 자유단이므로 비구속판요소다.

하중을 제거할 때 회복 순서가 뒤바뀐 설명이 틀렸다. 실제로는 탄성회복이 즉시 일어나고 크리프 회복은 시간을 두고 서서히 일어난다.
탄성변형은 응력 변화에 바로 반응하지만, 크리프 회복은 시간 의존적 변형이 되돌아오는 현상이어서 느리고 일부는 영구변형으로 남는다.
건조수축률이 높은 콘크리트가 크리프도 큰 경향을 보인다는 설명은 옳다.
강도가 높은 콘크리트일수록 크리프가 작아진다는 설명은 옳다.
상대습도가 크리프에 영향을 준다는 설명은 옳다. 습도가 낮을수록 크리프가 커진다.
크리프 변형의 증가 속도가 초기에 빠르고 시간이 지나면서 느려진다는 설명은 옳다.

순인장변형률을 최소 허용변형률 이상으로 제한하는 것은 인장철근이 먼저 항복하는 연성거동을 유도하기 위해서다.
콘크리트 압축 파괴는 예고 없이 일어나는 취성파괴다. 철근량을 제한해 파괴 시점에 철근의 변형률을 충분히 확보하면 부재가 큰 변형과 균열로 파괴를 예고하게 된다.
건조수축은 배합·양생과 수축철근으로 다룰 사항이며 이 제한의 목적이 아니다.
휨강도 증진은 목적이 아니다. 이 제한은 철근량의 상한처럼 작용해 오히려 강도 증가를 제약한다.
휨균열과 전단균열 제어는 철근 간격과 전단철근 등으로 다룰 사항이다.
처짐 감소는 부재 두께 확보와 처짐 검토로 다룰 사항이다.

내진 특등급 구조물의 허용층간변위는 층고의 0.010배이므로, 층고 4 m에서 최댓값은 40 mm이다.
$\Delta_{a}=0.010\,h_{sx}$
$\Delta_{a}=0.010\times 4000\ \mathrm{mm}$
$\Delta_{a}=40\ \mathrm{mm}$
20 mm는 층고의 0.005배로, 어느 내진등급의 허용값도 아니다.
60 mm는 층고의 0.015배로, 내진 I등급에 적용되는 값이다.
80 mm는 층고의 0.020배로, 내진 II등급에 적용되는 값이다.
100 mm는 층고의 0.025배로, 어느 내진등급의 허용값도 아니다.

최대처짐의 비 $\delta_{1}:\delta_{2}$ 는 8:1이다. 재료·길이·하중이 같으므로 처짐은 단면2차모멘트에 반비례한다.
자유단 집중하중을 받는 캔틸레버의 최대처짐은 단면2차모멘트 I에 반비례한다.
$\delta = \dfrac{PL^{3}}{3EI}$
두 단면의 폭은 같고 춤만 2배이므로, 춤의 세제곱에 비례하는 단면2차모멘트는 8배가 된다.
$I_{1} = \dfrac{h \cdot h^{3}}{12} = \dfrac{h^{4}}{12}$
$I_{2} = \dfrac{h(2h)^{3}}{12} = \dfrac{8h^{4}}{12}$
$\delta_{1}:\delta_{2} = \dfrac{1}{I_{1}}:\dfrac{1}{I_{2}} = 8:1$
16:1은 폭과 춤을 모두 2배로 키운 단면과 비교할 때의 값이다.
4:1은 춤을 세제곱이 아니라 제곱으로 계산한 값으로, 단면계수의 비에 해당한다.
2:1은 춤이 아니라 폭을 2배로 키운 단면과 비교할 때의 값이다.
1:1은 두 단면의 휨강성이 같을 때의 값인데, 춤이 다르므로 성립하지 않는다.

옳은 설명은 가새를 압축과 인장 효과를 고려해 대칭으로 배치한다는 내용이다.
수평력은 좌우 어느 방향으로도 작용하므로, 가새가 한쪽으로 치우치면 방향에 따라 저항 성능이 달라지고 비틀림이 생긴다. 목구조에서 부재를 따내거나 잇는 위치는 응력이 큰 곳을 피하는 것이 원칙이다.
보·장선의 중앙부 하면은 휨인장응력이 가장 큰 곳이므로 따냄을 피해야 한다.
단일기둥의 중앙부는 좌굴에 가장 불리하므로 이음을 피해야 한다.
귀잡이재는 수평트러스가 없을 때 바닥틀의 수평강성을 보강하는 부재이므로, 수평트러스를 설치했다고 해서 귀잡이재를 설치해야 하는 것은 아니다.
좌굴 방지용 연결재는 압축재에 필요하다. 인장재에는 좌굴이 발생하지 않는다.

판폭두께비는 플랜지 7.5, 웨브 36이다.
플랜지는 웨브 양쪽으로 돌출한 비구속판요소이므로 전체 폭의 절반을 판폭으로 쓴다.
$\lambda_{f}=\dfrac{b}{t_{f}}=\dfrac{B/2}{t_{f}}$
$\lambda_{f}=\dfrac{300/2}{20}=7.5$
웨브는 양쪽 끝이 플랜지에 지지된 구속판요소이므로 플랜지 사이 순높이를 판폭으로 쓴다.
$\lambda_{w}=\dfrac{h}{t_{w}}=\dfrac{H-2t_{f}}{t_{w}}$
$\lambda_{w}=\dfrac{400-2\times 20}{10}=36$
플랜지 6.5, 웨브 40은 두 값 모두 틀렸다.
플랜지 15, 웨브 36은 플랜지 전체 폭을 그대로 써서 플랜지 값이 2배가 되었다.
플랜지 7.5, 웨브 40은 웨브에 전체 춤을 그대로 써서 웨브 값이 틀렸다.
플랜지 15, 웨브 40은 전체 폭과 전체 춤을 그대로 써서 두 값이 모두 틀렸다.

주인장철근에 60°로 설치되는 스터럽은 전단철근으로 사용할 수 있다.
경사 스터럽은 주인장철근에 대한 각도가 45° 이상이면 전단철근으로 인정되므로, 60°는 이 조건을 만족한다.
계수전단력은 설계전단강도 이하여야 한다. 계수전단력이 더 커야 한다는 설명은 부등호가 반대이다.
공칭전단강도를 정할 때는 부재 내부 개구부의 영향을 고려해야 하므로, 무시한다는 설명은 틀렸다.
유효춤만큼 떨어진 단면을 위험단면으로 쓰는 것은 하중이 부재 상면 쪽에 작용하는 경우다. 하중이 하면에 작용하면 이 완화를 적용할 수 없다.
슬래브는 최소 전단철근 배치 규정의 예외 대상이므로, 슬래브에 배치해야 한다는 설명은 틀렸다.

인장력을 제거하면 강봉은 원래 길이로 돌아가므로 최종 늘어난 길이는 없다. 가력 시의 변형률이 항복변형률보다 작아 전부 탄성변형이기 때문이다.
먼저 가력 시의 변형률을 구해 그래프의 항복변형률과 비교한다.
$\varepsilon = \dfrac{\Delta L}{L} = \dfrac{3\,\mathrm{mm}}{2000\,\mathrm{mm}} = 0.0015$
$0.0015 \lt \varepsilon_{y} = 0.002$
이 점은 그래프의 직선(탄성) 구간 안에 있으며, 이때 응력은 항복응력보다 낮다.
$\sigma = E\varepsilon = \dfrac{400\,\mathrm{MPa}}{0.002} \times 0.0015 = 300\,\mathrm{MPa}$
$1\,\mathrm{mm}$ 잔류는 항복 후 소성변형이 생겼을 때만 가능한데, 이 강봉은 항복 전이다.
$2\,\mathrm{mm}$ 잔류도 같은 이유로 성립하지 않는다.
$3\,\mathrm{mm}$ 잔류는 변형이 전혀 회복되지 않는다는 뜻으로, 탄성거동과 반대다.
$4\,\mathrm{mm}$는 가력 중 늘어난 길이보다도 크므로 제하 후의 값이 될 수 없다.

보기 중 중요도가 가장 높은 것은 종합병원, 수술시설이나 응급시설이 있는 병원으로, 중요도(특)에 해당한다.
건축물의 중요도는 재난 후 기능 유지의 필요성과 인명 피해 규모에 따라 나뉜다. 응급 의료를 담당하는 병원은 재난 직후에도 기능을 유지해야 하므로 최상위 등급이다.
연면적 5,000 ㎡인 공연장은 대규모 다중이용시설로 중요도(1)이다.
6층 규모의 숙박시설은 중요도(1)이다.
연면적 6,000 ㎡인 전시장은 대규모 다중이용시설로 중요도(1)이다.
5층 기숙사는 중요도(1)이다.

이중골조방식에서 연성모멘트골조가 부담해야 하는 최소 횡력은 25%이다.
이중골조방식은 전단벽이나 가새골조에 연성모멘트골조를 조합한 방식이다. 연성모멘트골조가 전체 횡력의 25% 이상을 부담하도록 해, 주 횡력저항요소가 손상되어도 골조가 저항력을 유지하게 한다.
15%는 기준의 하한보다 작은 값이다.
35%는 기준의 하한이 아니다.
45%는 기준의 하한이 아니다.
50%는 기준의 하한이 아니다.

프리스트레스트력을 가해도 콘크리트의 설계기준압축강도는 증가하지 않는다.
설계기준압축강도는 콘크리트 재료 자체의 강도로, 설계 시 정하는 값이다. 프리스트레스는 콘크리트에 미리 압축응력을 주어 인장응력을 상쇄할 뿐 재료 강도를 바꾸지 않는다.
인장부분에 미리 압축응력을 주므로 균열을 방지할 수 있다는 설명은 옳다.
정착부 등에 응력집중이 생기므로 설계에서 고려해야 한다는 설명은 옳다.
긴장재의 편심과 긴장력으로 솟음을 주어 처짐량을 조정할 수 있다는 설명은 옳다.
전단면을 유효하게 활용하므로 단면을 줄일 수 있고 장경간에 유리하다는 설명은 옳다.

옳은 설명은 직접기초가 기둥이나 벽체 밑면을 기초판으로 확대해 하중을 지반에 직접 전달한다는 내용이다.
직접기초는 말뚝 없이 기초판의 접지면으로 지반에 하중을 전달한다. 나머지 설명은 명칭과 정의가 서로 어긋나 있으므로 용어와 전달 방식을 짝지어 구분해야 한다.
구멍을 먼저 뚫고 콘크리트를 현장에서 타설하는 말뚝은 현장타설말뚝이다. 타입말뚝은 기성말뚝을 때려 박는 말뚝이다.
극한지지력을 안전율로 나눈 값은 허용지지력이다. 허용지내력은 지지력에 침하 조건까지 고려한 값이다.
벽이나 일련의 기둥의 응력을 띠 모양으로 전달하는 것은 연속기초다. 온통기초는 건물 하부 전체를 하나의 기초판으로 받친다.
2개 이상의 기둥 응력을 하나의 기초판으로 전달하는 것은 복합기초다. 병용기초는 서로 다른 형식의 기초를 함께 쓰는 것이다.

표준구멍 크기는 M20이 22 mm, M24가 27 mm이다.
표준구멍은 볼트 직경에 여유를 더한 크기로, M24 미만은 직경에 2 mm를 더하고 M24 이상은 3 mm를 더한다.
$\mathrm{M20}: 20+2=22\ \mathrm{mm}$
$\mathrm{M24}: 24+3=27\ \mathrm{mm}$
22, 26은 M20은 맞지만 M24의 구멍이 작다.
23, 26은 M20의 구멍이 크고 M24의 구멍이 작다.
23, 27은 M24는 맞지만 M20의 구멍이 크다.
23, 28은 두 구멍이 모두 크다.

단일 래티스 부재의 구조제한은 세장비 140 이하, 기울기 60° 이상이다.
복 래티스 부재는 세장비 200 이하, 기울기 45° 이상을 적용한다. 단일 래티스는 부재가 한 방향으로만 배치되어 복 래티스보다 엄격한 제한을 받는다.
세장비 140 이하, 기울기 45° 이상은 기울기 제한이 복 래티스의 값이다.
세장비 120 이하, 기울기 60° 이상은 세장비 제한이 기준값이 아니다.
세장비 200 이하, 기울기 45° 이상은 복 래티스의 제한이다.
세장비 200 이하, 기울기 60° 이상은 세장비 제한이 복 래티스의 값이다.

옳지 않은 설명은 B지점의 수직반력이 $w \cdot b$ 라는 진술이다. CB 구간이 단순보처럼 거동하므로 하중의 절반만 B지점이 받는다.
C가 힌지이므로 먼저 CB 구간을 단순보로 분리해 푼다.
$\Sigma M_{C} = 0: R_{B} \cdot b = wb \cdot \dfrac{b}{2}$
$R_{B} = \dfrac{wb}{2}$
나머지 $wb/2$ 는 힌지 C를 통해 캔틸레버 AC의 자유단에 전달된다.
$M_{A} = \dfrac{wb}{2} \cdot a$
정정구조물이라는 설명은 옳다. 고정단 반력 3개와 롤러 반력 1개로 미지수가 4개이고, 평형식 3개에 힌지 조건 1개를 더하면 풀린다.
모멘트가 0인 곳이 2곳이라는 설명은 옳다. 힌지 C와 롤러 B에서만 0이고, AC 구간은 고정단으로 갈수록 커진다.
A지점에 수평반력이 없다는 설명은 옳다. 하중이 모두 수직이어서 수평 평형식에 다른 항이 없다.
BC 부재 중앙부 하부가 인장이라는 설명은 옳다. 단순보처럼 아래로 처지는 정모멘트 구간이기 때문이다.

정착길이는 콘크리트 압축강도에 반비례하는 것이 아니라 압축강도의 제곱근에 반비례한다.
기본정착길이는 항복강도에 비례하고 압축강도의 제곱근에 반비례한다.
$l_{d}\propto \dfrac{f_{y}}{\sqrt{f_{ck}}}$
따라서 항복강도와는 1차 비례지만, 압축강도가 4배가 되어도 정착길이는 절반으로 줄어들 뿐이다.
정착길이를 기본정착길이에 보정계수를 곱해 구한다는 설명은 옳다.
정착길이가 항복강도에 비례한다는 설명은 옳다.
D22 철근의 철근크기 보정계수가 1.0이라는 설명은 옳다.
아연도금 철근의 도막 보정계수는 도막되지 않은 철근과 같으므로 정착길이가 동일하다는 설명은 옳다.

대린벽은 내력벽에 평행한 벽이 아니라 직각으로 교차하는 벽이다.
대린벽은 내력벽과 만나 면외 방향의 횡지지 역할을 하므로, 평행하게 놓인 벽은 이 역할을 할 수 없다.
가로줄눈면적을 모르타르와 접한 조적단위의 표면적이라 한 설명은 옳다.
블록전단면적을 속이 빈 공간을 포함한 외곽 4변 안의 전체 면적이라 한 설명은 옳다.
보강조적을 보강근이 조적체와 결합해 외력에 저항하는 형태라 한 설명은 옳다.
환산단면적을 기준물질과의 탄성비에 근거한 등가면적이라 한 설명은 옳다.

모살용접의 유효길이는 총길이에서 모살사이즈를 한 번이 아니라 2배 공제한 값이다.
용접의 시작부와 끝부분은 단면이 불완전하므로 양 끝에서 모살사이즈만큼씩 제외한다.
$l_{e}=l-2s$
이 식에서 $l$은 모살용접의 총길이, $s$는 모살사이즈이다.
완전용입 그루브용접의 유효목두께를 접합판 중 얇은 쪽 판두께로 한다는 설명은 옳다.
플러그용접의 최소중심간격을 구멍직경의 4배로 한다는 설명은 옳다.
고장력볼트를 설계볼트장력 이상으로 조인다는 설명은 옳다.
일반볼트를 영구 구조물에 쓰지 않고 가체결용으로만 쓴다는 설명은 옳다.