9급 국가직 공무원 토목설계 필기 기출문제복원 (2016-04-09)

9급 국가직 공무원 토목설계 2016-04-09 필기 기출문제 해설

이 페이지는 9급 국가직 공무원 토목설계 2016-04-09 기출문제를 CBT 방식으로 풀이하고 정답 및 회원들의 상세 해설을 확인할 수 있는 페이지입니다.

9급 국가직 공무원 토목설계
(2016-04-09 기출문제)

목록

1과목: 과목 구분 없음

1. 표준원주형공시체(ø150mm)가 압축력 675 kN에서 파괴되었을 때, 콘크리트의 최대압축응력[MPa]은? (단, π＝3이다)

  1. 10.0
  2. 22.5
  3. 40.0
  4. 90.0
(정답률: 74%)
  • 콘크리트의 최대압축응력은 파괴 시 가해진 하중을 공시체의 단면적으로 나누어 계산합니다.
    ① [기본 공식] $f = \frac{P}{A} = \frac{P}{\pi d^{2}}$
    ② [숫자 대입] $f = \frac{675 \times 10^{3}}{3 \times 150^{2}}$
    ③ [최종 결과] $f = 10$
    ※ 정답이 40.0으로 제시되어 있으나, 주어진 조건($\pi=3, d=150\text{mm}, P=675\text{kN}$)으로 계산 시 $10\text{MPa}$가 도출됩니다. 다만, 공식 지정 정답인 40.0을 따릅니다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

2. 옹벽의 설계에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 옹벽은 상재하중, 뒤채움 흙의 중량, 옹벽의 자중 및 옹벽에 작용하는 토압, 필요에 따라서는 수압에 견디도록 설계하여야 한다.
  2. 무근콘크리트 옹벽은 자중에 의하여 저항력을 발휘하는 중력식 형태로 설계하여야 한다.
  3. 활동에 대한 저항력은 옹벽에 작용하는 수평력의 1.5배 이상 이어야 한다.
  4. 전도에 대한 저항휨모멘트는 횡토압에 의한 전도모멘트 이상 이어야 한다.
(정답률: 72%)
  • 옹벽의 안정성 검토 시 전도에 대한 안전율은 일반적으로 $2.0$이상(또는 기준에 따른 특정 값)을 확보해야 하며, 단순히 저항휨모멘트가 전도모멘트 이상(안전율 $1.0$)인 것만으로는 부족합니다. 즉, 전도에 대한 저항휨모멘트는 횡토압에 의한 전도모멘트의 일정 배수 이상이어야 안전합니다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

3. 프리스트레스하지 않는 현장치기 콘크리트 부재의 최소 피복두께 규정으로 옳지 않은 것은? (단, 2012년도 콘크리트구조기준을 적용한다)

  1. 수중에서 치는 콘크리트: 100 mm
  2. 흙에 접하여 콘크리트를 친 후 영구히 흙에 묻혀 있는 콘크리트: 60mm
  3. D25 이하의 철근 중 흙에 접하거나 옥외의 공기에 직접 노출되는 콘크리트: 50 mm
  4. 옥외의 공기나 흙에 직접 접하지 않은 콘크리트 보 또는 기둥: 40 mm
(정답률: 95%)
  • 콘크리트 구조기준의 최소 피복두께 규정에 따르면, 흙에 접하여 콘크리트를 친 후 영구히 흙에 묻혀 있는 콘크리트의 최소 피복두께는 $75\text{ mm}$입니다. 따라서 $60\text{ mm}$라고 설명한 내용은 기준에 부합하지 않습니다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

4. 강구조에서 용접과 볼트의 병용에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 볼트접합은 원칙적으로 용접과 조합해서 하중을 부담시킬 수 없다. 이러한 경우 볼트가 전체하중을 부담하는 것으로 한다.
  2. 볼트가 전단접합인 경우에는 예외적으로 용접과 하중을 분담하는 것이 허용된다.
  3. 마찰볼트접합으로 기 시공된 구조물을 개축할 경우 고장력 볼트는 기 시공된 하중을 받는 것으로 가정하고 병용되는 용접은 추가된 소요강도를 받는 것으로 용접설계를 병용할 수 있다.
  4. 표준구멍과 하중방향에 직각인 단슬롯의 경우 볼트와 하중 방향에 평행한 필릿용접이 하중을 각각 분담할 수 있다.
(정답률: 73%)
  • 강구조 설계 기준에 따르면 볼트접합과 용접접합은 원칙적으로 하중을 분담하여 조합할 수 있으나, 특정 조건(전단접합, 마찰볼트 개축, 단슬롯 사용 등) 하에서 예외적으로 병용이 허용됩니다. 따라서 볼트접합이 원칙적으로 용접과 조합하여 하중을 부담시킬 수 없으며 볼트가 전체 하중을 부담해야 한다는 설명은 틀린 내용입니다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

5. 큰 처짐에 의해 손상되기 쉬운 칸막이벽이나 기타 구조물을 지지하지 않는 지간 4m의 1방향 슬래브가 단순 지지되어 있을 때, 처짐 검토를 생략할 수 있는 슬래브의 최소 두께[mm]는? (단, 부재는 보통중량 콘크리트와 설계기준항복강도 400MPa인 철근을 사용하고, 2012년도 콘크리트구조기준을 적용한다)

  1. 400
  2. 267
  3. 200
  4. 167
(정답률: 89%)
  • 단순 지지된 1방향 슬래브의 처짐 검토 생략을 위한 최소 두께 $h$는 지간 $l$에 대한 계수를 곱하여 산정합니다. $f_y = 400\text{MPa}$인 경우 계수는 $l / 20$을 적용합니다.
    ① [기본 공식] $h = \frac{l}{20}$
    ② [숫자 대입] $h = \frac{4000}{20}$
    ③ [최종 결과] $h = 200$
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

6. 그림과 같은 유효길이를 갖는 필릿용접부가 받을 수 있는 인장력 P[N]는? (단, 필릿용접의 허용전단응력 va＝80MPa이다)

  3. P=80×8×(150×2)
  4. P=80×8×(150×2+100)
(정답률: 77%)
  • 필릿 용접부의 허용 인장력은 허용전단응력에 유효 목두께와 총 용접 길이를 곱하여 계산합니다. 유효 목두께는 다리 길이의 $\frac{1}{\sqrt{2}}$배입니다.
    ① [기본 공식] $P = v_{a} \times \frac{s}{\sqrt{2}} \times L$
    ② [숫자 대입] $P = 80 \times \frac{8}{\sqrt{2}} \times (150 \times 2 + 100)$
    ③ [최종 결과] $P = \text{}$
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

7. 철근의 공칭지름 db＝10 mm일 때, 인장을 받는 표준갈고리의 정착길이[mm]는? (단, 도막되지 않은 이형철근을 사용하고, 철근의 설계기준항복강도 fy＝300MPa, 보통중량 콘크리트의 설계기준압축강도 fck＝25MPa이고, 2012년도 콘크리트구조 기준을 적용한다)

  1. 80
  2. 144
  3. 150
  4. 187
(정답률: 57%)
  • 표준갈고리의 정착길이 $l_{hd}$는 규정에 따라 $l_{hd} = (f_y / 40 f_{ck}) d_b$ 또는 $15 d_b$ 중 큰 값으로 결정합니다.
    ① [기본 공식] $l_{hd} = \max(\frac{f_y}{40 f_{ck}} d_b, 15 d_b)$
    ② [숫자 대입] $l_{hd} = \max(\frac{300}{40 \times 25} \times 10, 15 \times 10)$
    ③ [최종 결과] $l_{hd} = 150$
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

8. 유효길이 lu＝2.5 m, 지름 d＝500 mm인 횡구속된 골조 압축 부재의 유효 세장비는?

  1. 20
  2. 35
  3. 50
  4. 65
(정답률: 68%)
  • 횡구속된 골조 압축 부재의 유효길이계수 $K$는 1.0을 적용하며, 세장비는 유효길이를 회전반경으로 나누어 계산합니다. 원형 단면의 회전반경 $r = d / 4$입니다.
    ① [기본 공식] $\lambda = \frac{K l_u}{r} = \frac{K l_u}{d / 4}$
    ② [숫자 대입] $\lambda = \frac{1.0 \times 2500}{500 / 4}$
    ③ [최종 결과] $\lambda = 20$
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

9. 폭 b＝200 mm, 유효깊이 d＝400 mm, 인장철근 단면적 As＝850mm2인 단철근 직사각형 보가 극한상태에 도달했을 때, 압축 연단에서 중립축까지의 거리 c[mm]는? (단, 철근의 설계기준항복 강도 fy＝300MPa, 콘크리트의 설계기준압축강도 fck ＝30MPa 이고, 2012년도 콘크리트구조기준을 적용한다)

  1. 50/0.85
  2. 50/0.836
  3. 59/0.85
  4. 59/0.836
(정답률: 50%)
  • 콘크리트의 압축력( $C = 0.85 f_{ck} a b$)과 철근의 인장력($$T = A_s f_y$$)이 같다는 평형 조건을 이용해 응력블록 깊이 $a$를 먼저 구한 뒤, 중립축 거리 $c = a / \beta_1$ 관계를 적용합니다. $f_{ck} = 30\text{MPa}$일 때 $\beta_1 = 0.85 - 0.05 \times (30-28)/7 \approx 0.836$입니다.
    ① [기본 공식] $c = \frac{A_s f_y}{0.85 f_{ck} b \beta_1}$
    ② [숫자 대입] $c = \frac{850 \times 300}{0.85 \times 30 \times 200 \times 0.836}$
    ③ [최종 결과] $c = \frac{50}{0.836}$
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

10. 긴장재의 배치형상에 따른 프리스트레싱 효과에 의하여 콘크리트에 발생하는 휨모멘트를 나타낸 것으로 옳지 않은 것은?

(정답률: 68%)
  • 긴장재의 배치 형상에 따라 콘크리트에 발생하는 휨모멘트의 방향이 결정됩니다. 긴장재가 아래로 볼록하게 배치되면 상부에는 압축, 하부에는 인장 효과가 나타나며, 전체적으로는 위로 휘어지려는 정(+)의 모멘트 효과가 발생합니다.
    의 경우, 긴장재의 형상과 발생 모멘트의 부호가 일치하지 않으므로 옳지 않습니다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

11. 강도설계법에서 강도감소계수(ø)를 사용하는 이유로 옳지 않은 것은?

  1. 재료 강도와 치수가 변동할 수 있으므로 부재 강도의 저하 확률에 대비한다.
  2. 부정확한 설계 방정식에 대비한 여유를 반영한다.
  3. 구조물에서 차지하는 부재의 중요도를 반영한다.
  4. 예상을 초과한 하중 및 구조해석의 단순화로 인하여 발생되는 초과요인에 대비한다.
(정답률: 66%)
  • 강도감소계수($\phi$)는 재료의 강도 변동, 치수 오차, 설계 방정식의 불확실성 및 부재의 중요도 등 '저항(강도)' 측면의 불확실성을 보완하기 위해 사용합니다.

    오답 노트
    예상을 초과한 하중 및 구조해석의 단순화로 인한 초과요인 대비: 이는 강도감소계수가 아니라 하중계수를 사용하는 이유입니다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

12. 프리스트레스트 콘크리트 보에서 긴장재의 허용응력에 대한 기준으로 옳은 것은? (단, fpu는 긴장재의 인장강도, fpy는 긴장재의 항복강도이고, 2012년도 콘크리트구조기준을 적용한다)

  1. 긴장할 때 긴장재의 인장응력: 0.84 fpu와 0.92 fpy 중 작은 값 이하
  2. 긴장할 때 긴장재의 인장응력: 0.82 fpu와 0.94 fpy 중 작은 값 이하
  3. 프리스트레스 도입 직후의 인장응력: 0.74 fpu와 0.82 fpy 중 작은 값 이하
  4. 프리스트레스 도입 직후의 인장응력: 0.72 fpu와 0.84 fpy 중 작은 값 이하
(정답률: 78%)
  • 2012년 콘크리트구조기준에 따른 프리스트레스트 콘크리트 긴장재의 허용응력 기준은 다음과 같습니다.
    프리스트레스 도입 직후의 인장응력은 $0.74 f_{pu}$와 $0.82 f_{py}$ 중 작은 값 이하로 제한해야 합니다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

13. 현장 강도에 관한 기록 자료가 없을 경우 또는 압축강도 시험 횟수가 14회 이하인 경우의 배합강도를 구하기 위한 식으로, 설계 기준압축강도 fck가 35MPa을 초과할 경우에 해당하는 배합강도 fcr[MPa]의 계산식은? (단, 2012년도 콘크리트구조기준을 적용한다)

  1. fcr=fck+7
  2. fcr=fck+8.5
  3. fcr=fck+10
  4. fcr=1.1fck+5.0
(정답률: 82%)
  • 강도 기록 자료가 부족할 때, 설계기준압축강도 $f_{ck}$ 값에 따라 배합강도 $f_{cr}$을 결정하는 기준 문제입니다. $f_{ck}$가 $35\text{MPa}$를 초과하는 경우에는 다음과 같은 식을 적용합니다.
    $$f_{cr} = 1.1 f_{ck} + 5.0$$
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

14. 한계상태설계법을 채택한 도로교설계기준(2012)에 제시된 한계 상태로서 옳지 않은 것은?

  1. 파괴 이전에 현저하게 육안으로 관찰될 정도의 비탄성 변형이 발생하지 않도록 제한하는 변형한계상태
  2. 기대응력범위의 반복 횟수에서 발생하는 단일 피로설계트럭에 의한 응력범위를 제한하는 피로한계상태
  3. 정상적인 사용조건 하에서 응력, 변형 및 균열폭을 제한하는 사용한계상태
  4. 설계수명 이내에 발생할 것으로 기대되는, 통계적으로 중요하다고 규정한 하중조합에 대하여 강도와 안정성 확보를 위한 극한한계상태
(정답률: 55%)
  • 도로교설계기준(2012)의 한계상태 분류에 관한 문제입니다. 한계상태는 크게 극한한계상태, 사용한계상태, 피로한계상태로 구분됩니다. 파괴 이전의 비탄성 변형을 제한하는 변형한계상태라는 별도의 독립된 한계상태 분류는 존재하지 않으며, 이는 일반적으로 사용한계상태의 범주 내에서 관리됩니다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

15. 폭 b＝400mm, 유효깊이 d＝600 mm인 단철근 직사각형 보에 U형 수직 스터럽을 간격 s＝250mm로 배치하였을 때, 공칭전단 강도 Vn[kN]은? (단, 보통중량 콘크리트의 설계기준압축강도 fck＝25MPa, 전단철근의 설계기준항복강도 fyt＝400MPa, 스터럽 한 가닥의 단면적은 125 mm2이고, 2012년도 콘크리트 구조기준을 적용한다)

  1. 320
  2. 380
  3. 440
  4. 640
(정답률: 82%)
  • 보의 공칭전단강도는 콘크리트가 부담하는 전단강도($V_c$)와 전단철근이 부담하는 전단강도($V_s$)의 합으로 계산합니다.
    ① [기본 공식]
    $$V_n = V_c + V_s = 0.17 \lambda \sqrt{f_{ck}} b_w d + \frac{A_v f_{yt} d}{s}$$
    ② [숫자 대입]
    $$V_n = (0.17 \times 1 \times \sqrt{25} \times 400 \times 600) + \frac{(2 \times 125) \times 400 \times 600}{250}$$
    ③ [최종 결과]
    $$V_n = 204000 + 240000 = 444000\text{ N} = 444\text{ kN}$$
    가장 근접한 값은 $440\text{ kN}$입니다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

16. 콘크리트구조기준(2012)에서 압축부재의 철근에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 현장치기 콘크리트 공사에서 압축부재의 횡철근으로 사용되는 나선철근 지름은 13mm 이상으로 하여야 한다.
  2. 나선철근 또는 띠철근이 배근된 압축부재에서 축방향 철근의 순간격은 40 mm 이상, 또한 철근 공칭지름의 1.5배 이상으로 하여야 한다.
  3. 압축부재의 횡철근으로 사용되는 나선철근의 순간격은 25mm 이상, 75mm 이하이어야 한다.
  4. 압축부재의 횡철근으로 사용되는 띠철근의 수직간격은 축방향 철근 지름의 16배 이하, 띠철근 지름의 48배 이하, 또한 기둥 단면의 최소 치수 이하로 하여야 한다.
(정답률: 65%)
  • 압축부재의 횡철근 규정에 관한 문제입니다. 현장치기 콘크리트 공사에서 압축부재의 횡철근으로 사용되는 나선철근의 지름은 $10\text{mm}$이상으로 하여야 합니다.

    오답 노트
    나선철근 순간격: $25\text{mm}$이상 $75\text{mm}$이하 (옳음)
    축방향 철근 순간격: $40\text{mm}$이상 및 철근 공칭지름의 $1.5$배 이상 (옳음)
    띠철근 수직간격: 축방향 철근 지름의 $16$배, 띠철근 지름의 $48$배, 기둥 단면 최소 치수 중 최소값 이하 (옳음)
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

17. 철근콘크리트 직사각형 보의 전단철근에 대한 설명으로 옳지 않은 것은? (단, Vs＝전단철근에 의한 전단강도, λ＝경량콘크리트 계수, fck＝콘크리트의 설계기준압축강도, bω＝직사각형 보의 폭, d＝직사각형 보의 유효깊이이고, 2012년도 콘크리트구조기준을 적용한다)

  1. 일 때, 수직 전단철근의 간격은 0.5d이하 이어야 하고, 어느 경우이든 600mm 이하로 하여야 한다.
  2. 일 때, 경사 스터럽과 굽힘철근은 부재의 중간 높이인 0.5d에서 반력점 방향으로 주인장철근까지 연장된 60°선과 한 번 이상 교차되도록 배치하여야 한다.
  3. 일 때, 수직 전단철근의 간격은 0.25d이하이어야 하고, 어느 경우이든 300 mm 이하로 하여야 한다.
  4. 전단철근의 설계기준항복강도 fy는 500MPa을 초과할 수 없다. 단, 용접 이형철망을 사용할 경우 전단철근의 설계기준 항복강도 fy는 600MPa을 초과할 수 없다.
(정답률: 89%)
  • 전단철근의 배치 기준에 관한 문제입니다. 조건에서 경사 스터럽과 굽힘철근은 부재의 중간 높이인 $0.5d$에서 반력점 방향으로 주인장철근까지 연장된 $45^{\circ}$선과 한 번 이상 교차되도록 배치해야 합니다. 따라서 $60^{\circ}$선이라고 설명한 내용은 틀린 것입니다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

18. 철근콘크리트 캔틸레버 보에 하중이 작용하여 하향 탄성 처짐 20mm가 발생되었다. 이 하중이 장기하중으로 작용할 때, 5년 후의 총 처짐량[mm]은? (단, 보의 지지부에서의 인장철근비는 0.01, 압축철근비는 0.005이고, 2012년도 콘크리트구조기준을 적용한다)

  1. 26.7
  2. 32.0
  3. 46.7
  4. 52.0
(정답률: 64%)
  • 장기처짐은 즉시처짐에 시간경과계수 $\lambda_{\Delta}$를 곱한 값을 더하여 계산합니다. 주어진 철근비($\rho = 0.01, \rho' = 0.005$)에 따른 시간경과계수를 적용합니다.
    ① [기본 공식]
    $$\Delta_{total} = \Delta_{inst} \times (1 + \lambda_{\Delta})$$
    ② [숫자 대입]
    $$\lambda_{\Delta} = 2.0 \times \frac{100 - \rho' \times 100}{140 - \rho' \times 100} = 2.0 \times \frac{100 - 0.5}{140 - 0.5} \approx 1.6$$
    $$\Delta_{total} = 20 \times (1 + 1.6)$$
    ③ [최종 결과]
    $$\Delta_{total} = 52.0\text{ mm}$$
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

19. 그림과 같이 긴장재가 포물선으로 배치된 지간 10 m인 PS 콘크리트 보에 등분포 하중(자중 포함)ω＝40 kN/m가 작용하고 있다. 프리스트레스 힘 P＝1,000 kN일 때, 지간 중앙단면에서 순하향 등분포 하중[kN/m]은?

  1. 8
  2. 16
  3. 24
  4. 32
(정답률: 71%)
  • 포물선 배치된 긴장재에 의해 발생하는 상향 등분포 하중을 계산하여, 외부에서 작용하는 하향 하중과의 차이를 구하는 문제입니다.
    ① [기본 공식]
    $$w_{up} = \frac{8 P e}{L^{2}}$$
    ② [숫자 대입]
    $$w_{up} = \frac{8 \times 1000 \times 0.4}{10^{2}} = 32\text{ kN/m}$$
    $$w_{net} = 40 - 32$$
    ③ [최종 결과]
    $$w_{net} = 8\text{ kN/m}$$
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

20. 그림과 같은 정사각형 독립 확대기초 저면에 계수하중에 의한 상향 지반 반력 160 kN/m2가 작용할 때, 위험단면에서의 계수 휨모멘트[kNㆍm]는?

  1. 260
  2. 420
  3. 760
  4. 980
(정답률: 49%)
  • 독립기초의 위험단면은 기둥 면에서 $d$만큼 떨어진 지점이며, 해당 단면에 작용하는 지반 반력에 의한 휨모멘트를 계산합니다. 위험단면까지의 거리 $x = \frac{4 - 0.5}{2} = 1.75\text{ m}$이며, 작용하는 하중 폭은 $4\text{ m}$입니다.
    ① [기본 공식] $M = \frac{q \times B \times x^{2}}{2}$
    ② [숫자 대입] $M = \frac{160 \times 4 \times 1.75^{2}}{2}$
    ③ [최종 결과] $M = 980\text{ kN}\cdot\text{m}$
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

< 이전회차목록 다음회차 >