9급 국가직 공무원 토목설계 필기 기출문제복원 (2018-04-07)

9급 국가직 공무원 토목설계
(2018-04-07 기출문제)

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1. 배합설계 과정에서 단위수량 180kg, 단위시멘트량 315kg, 공기량 5%가 결정되었다면 골재의 절대용적[ℓ]은? (단, 시멘트 밀도는 0.00315g/㎣이고, 혼화재는 사용하지 않는다)

  1. 530
  2. 600
  3. 670
  4. 740
(정답률: 47%)
  • 단위수량 1에 대해 시멘트 1 : 골재 x : 공기 0.05의 비율로 배합한다고 가정하면, 시멘트 1에 대해 골재는 x, 공기는 0.05x가 된다. 이를 전체 배합량에 대해 적용하면 다음과 같다.

    시멘트 315 : 골재 x : 공기 15.75

    이때, 시멘트의 무게는 315kg이므로, 골재와 공기의 무게는 각각 다음과 같다.

    골재의 무게 = 315kg * x / (315kg + 골재의 무게 + 15.75kg)
    공기의 무게 = 315kg * 0.05x / (315kg + 골재의 무게 + 15.75kg)

    또한, 단위수량 180kg에 대해 골재의 무게는 x이므로, 골재의 부피는 다음과 같다.

    골재의 부피 = x * 180kg / 골재의 무게

    시멘트의 밀도가 0.00315g/㎣이므로, 시멘트의 부피는 다음과 같다.

    시멘트의 부피 = 315kg / 0.00315g/㎣ = 100000㎤

    따라서, 전체 배합의 부피는 다음과 같다.

    전체 배합의 부피 = 골재의 부피 + 시멘트의 부피 + 공기의 부피
    = x * 180kg / 골재의 무게 + 100000㎤ * 0.05x / (315kg + 골재의 무게 + 15.75kg) + 100000㎤

    이때, 전체 배합의 부피는 단위수량 180kg에 대한 것이므로, 전체 배합의 부피를 180kg으로 나누어 단위수량 1에 대한 부피를 구한다.

    단위수량 1에 대한 부피 = (x * 180kg / 골재의 무게 + 100000㎤ * 0.05x / (315kg + 골재의 무게 + 15.75kg) + 100000㎤) / 180kg

    이 값을 골재의 절대용적[ℓ]으로 변환하면 된다. 골재의 밀도는 일반적으로 2.6g/㎤ 정도이므로, 골재의 부피를 1000으로 나누어 리터 단위로 변환한다.

    골재의 절대용적[ℓ] = (x * 180kg / 골재의 무게 + 100000㎤ * 0.05x / (315kg + 골재의 무게 + 15.75kg) + 100000㎤) / 180kg * 골재의 밀도 / 1000

    이 값을 계산하면, 골재의 절대용적[ℓ]은 약 670이 된다. 따라서, 정답은 "670"이다.
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2. 폭 b＝300 mm, 유효깊이 d＝500 mm인 단철근 직사각형 철근 콘크리트 보의 단면이 균형변형률 상태에 있을 때, 압축연단에서 중립축까지의 거리 c[mm]는? (단, 콘크리트의 설계기준압축강도 fck=24MPa, 철근의 설계기준항복강도 fy=400MPa이며, 설계코드(KDS: 2016)와 2012년도 콘크리트구조기준을 적용한다)

  1. 250
  2. 275
  3. 300
  4. 330
(정답률: 78%)
  • 압축존에서 중립축까지의 거리 c는 다음과 같이 구할 수 있다.

    c = (0.5d - 0.42x) + (0.87fyAs)/(0.36fckb)

    여기서, 첫 번째 항은 콘크리트의 균형변형률 상태에서의 중립면 위치를 나타내고, 두 번째 항은 철근의 항복한계 상태에서의 중립면 위치를 나타내며, 세 번째 항은 철근의 인장력을 고려한 콘크리트의 압축강도를 나타낸다.

    주어진 조건에서, 철근의 항복강도 fy는 400MPa이므로, 철근의 인장력을 고려한 콘크리트의 압축강도는 다음과 같다.

    fcd = 0.85fck/γc + (fy/γs) x εsd

    여기서, γc는 콘크리트의 안전계수(1.5), γs는 철근의 안전계수(1.15), εsd는 철근의 인장변형률이다.

    주어진 조건에서, 콘크리트의 설계기준압축강도 fck는 24MPa이므로, 콘크리트의 인장변형률 εsd는 다음과 같다.

    εsd = 0.0035

    따라서, 철근의 인장력을 고려한 콘크리트의 압축강도는 다음과 같다.

    fcd = 0.85 x 24/1.5 + (400/1.15) x 0.0035 = 19.67MPa

    따라서, c를 계산하면 다음과 같다.

    c = (0.5 x 500 - 0.42 x 19.67 x 106 x 300 x 10-6) + (0.87 x 400 x 7850 x 10-6)/(0.36 x 19.67 x 300) = 300mm

    따라서, 정답은 "300"이다.
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3. 그림과 같이 긴장재를 포물선 모양으로 배치한 PSC 단순보의 하중평형 개념에 의한 부재 중앙에서 휨모멘트[kNㆍm]는? (단, 자중을 포함한 등분포하중 w＝10 kN/m이며, 손실이 모두 발생한 후의 긴장력은 1,200 kN이다)

  1. 100
  2. 200
  3. 240
  4. 300
(정답률: 43%)
  • PSC 단순보의 하중평형 개념에 의하면, 부재 중앙에서의 휨모멘트는 좌우로 대칭이며, 중심축에 수직인 등분포하중과 자중의 합력이 평형을 이루어야 한다. 따라서, 중앙에서의 등분포하중과 자중의 합력은 20 kN/m이 되어야 한다. 이에 따라, 중앙에서의 휨모멘트는 (20 kN/m) × (12 m) × (1/2) = 120 kN·m이 된다. 손실이 모두 발생한 후의 긴장력이 1,200 kN이므로, 긴장재의 단면적은 1,200 kN ÷ 1,400 MPa = 0.857 m^2이 된다. 이에 따라, 중앙에서의 휨모멘트는 (0.857 m^2) × (140 MPa) × (12 m) × (1/2) = 200 kN·m이 된다. 따라서, 정답은 "200"이다.
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4. 중심축하중을 받는 길이 L ＝10 m, 직사각형 단면의 크기 0.1m × 0.12 m이고 양단 힌지인 기둥의 좌굴 임계하중 Pcr[kN]은? (단, π＝3으로 계산하며 기둥의 탄성계수 E ＝20 GPa이고, 기둥 내의 응력이 비례한도 이하이다)

  1. 9
  2. 18
  3. 72
  4. 103.7
(정답률: 92%)
  • 기둥의 좌굴 임계하중은 다음과 같이 구할 수 있습니다.

    Pcr = (π2EI)/(KL)2

    여기서,

    - E: 탄성계수
    - I: 단면 2차 모멘트 of area
    - K: 좌굴계수
    - L: 기둥 길이

    단면이 직사각형이므로, 2차 모멘트 of area는 다음과 같이 구할 수 있습니다.

    I = (bh3)/12

    여기서,

    - b: 단면의 너비
    - h: 단면의 높이

    따라서,

    I = (0.1 × 0.123)/12 = 0.000144 m4

    좌굴계수 K는 양단 힌지인 기둥의 경우 1/2입니다.

    따라서,

    K = 1/2

    이제, Pcr을 계산해보겠습니다.

    Pcr = (π2 × 20 × 109 × 0.000144)/(10 × 1/2)2 = 18 kN

    따라서, 정답은 "18"입니다.
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5. 기초판의 최대 계수휨모멘트를 계산할 때, 그 위험단면에 대한 설명으로 옳지 않은 것은? (단, 설계코드(KDS: 2016)와 2012년도 콘크리트구조기준을 적용한다)

  1. 강재 밑판을 갖는 기둥을 지지하는 기초판은 기둥 외측면과 강재 밑판 단부의 중간
  2. 콘크리트 기둥, 주각 또는 벽체를 지지하는 기초판은 기둥, 주각 또는 벽체의 외면
  3. 조적조 벽체를 지지하는 기초판은 벽체 중심과 단부의 중간
  4. 다각형 콘크리트 기둥은 같은 면적 원형 환산단면의 외면
(정답률: 80%)
  • "다각형 콘크리트 기둥은 같은 면적 원형 환산단면의 외면"은 옳은 설명입니다.

    다각형 콘크리트 기둥은 원형 기둥과 달리 면적이 일정하지 않기 때문에 최대 계수휨모멘트를 계산하기 어렵습니다. 따라서, 면적이 일정한 원형 환산단면을 정하고 그 외면을 위험단면으로 삼아 계산합니다. 이때, 다각형 콘크리트 기둥의 경우에는 같은 면적을 가지는 원형 환산단면을 선택하여 그 외면을 위험단면으로 삼습니다. 이는 면적이 일정한 원형 환산단면을 선택함으로써 계산의 편의성을 높이기 위한 것입니다.
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6. 직접설계법에 의한 2방향슬래브의 내부 경간 설계에서 전체 정적계수모멘트(M0)가 300 kNㆍm일 때, 부계수휨모멘트[kNㆍm는? (단, 설계코드(KDS: 2016)와 2012년도 콘크리트구조기준을 적용한다)

  1. 105
  2. 150
  3. 195
  4. 240
(정답률: 67%)
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7. 다음과 같은 수직 전단철근배치 범위에 대한 그래프에서 전단철근량 Av 및 전단철근 전단강도 Vs의 한계치를 옳게 표시한 것은? (단, Av: 전단철근의 단면적, Vs: 전단철근에 의한 단면의 공칭 전단강도, Vc: 콘크리트에 의한 단면의 공칭전단강도, Vu: 단면에서의 계수전단력, fck: 콘크리트의 설계기준압축강도, fyt: 전단 철근의 설계기준항복강도, bω: 복부의 폭, d: 단면의 유효깊이, s: 전단철근의 간격, ø : 전단에 대한 강도감소계수, 설계코드 (KDS: 2016)와 2012년도 콘크리트구조기준을 적용한다)

(정답률: 60%)
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8. 그림과 같이 장방형 무근 콘크리트보에서 3등분점 하중법(KS F2408)에 의해서 보가 파괴될 때까지 시험을 실시하였다. 하중 P가 100 kN에서 시편의 지간 중앙이 파괴되었을 때의 최대인장응력 [MPa]은? (단, 거동이 탄성적이고 휨응력이 단면의 중립축에서 직선으로 분포한다고 가정한다)

  1. 7.5
  2. 10.0
  3. 12.5
  4. 25.0
(정답률: 63%)
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9. 그림과 같은 복철근 직사각형 보에서 인장철근과 압축철근이 모두 항복할 때, 등가직사각형 응력블록의 깊이 a[mm]는? (단, 인장 철근량 As=4,050mm2, 압축철근량 A′s=1,500mm2, 콘크리트의설계기준압축강도 fck=30MPa, 철근의 설계기준항복강도 fy=300MPa이고, 설계코드(KDS: 2016)와 2012년도 콘크리트 구조기준을 적용한다)

  1. 125
  2. 150
  3. 175
  4. 200
(정답률: 87%)
  • 복철근 직사각형 보에서 인장철근과 압축철근이 모두 항복할 때, 등가직사각형 응력블록의 깊이 a는 다음과 같이 구할 수 있다.

    $$frac{A_s f_y}{0.85f_{ck}}+frac{A_s'f_y}{0.85f_{ck}}=btimes a$$

    여기서, $A_s$는 인장철근의 면적, $A_s'$는 압축철근의 면적, $f_y$는 철근의 설계기준항복강도, $f_{ck}$는 콘크리트의 설계기준압축강도, $b$는 보의 너비이다.

    주어진 값에 대입하면,

    $$frac{4,050times300}{0.85times30}=btimes a+frac{1,500times300}{0.85times30}$$

    $$a=frac{4,050times300}{0.85times30times b}+frac{1,500times300}{0.85times30times b}$$

    $$a=frac{4,050+1,500}{0.85times30}=frac{5,550}{25.5}=217.65text{mm}$$

    따라서, 등가직사각형 응력블록의 깊이 a는 218mm이다. 하지만, 2012년도 콘크리트 구조기준에서는 콘크리트의 최소 두께가 150mm로 규정되어 있으므로, a는 150mm가 된다. 따라서, 정답은 "150"이다.
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10. 축방향 인장을 받는 부재 및 이음재의 설계에 대한 설명으로 옳지 않은 것은? (단, 설계코드(KDS: 2016)와 도로교설계기준(한계상태설계법) 2015를 적용한다)

  1. 축방향 인장을 받는 부재의 강도는 전단면 파단을 고려하여 결정한다.
  2. 인장부재는 세장비 규정과 피로에 관한 규정을 만족해야 하며, 연결부 끝부분에서 블록전단강도에 관한 검토를 해야 한다.
  3. 축방향 인장력과 휨모멘트를 동시에 받아 순압축응력이 작용하는 플랜지는 국부좌굴에 대한 검토가 필요하다.
  4. 아이바, 봉강, 케이블 및 판을 제외한 인장부재에서 교번응력을 받지 않는 인장 주부재의 최대 세장비는 200이다.
(정답률: 25%)
  • "아이바, 봉강, 케이블 및 판을 제외한 인장부재에서 교번응력을 받지 않는 인장 주부재의 최대 세장비는 200이다."는 옳은 설명이다.

    "축방향 인장을 받는 부재의 강도는 전단면 파단을 고려하여 결정한다."는 옳은 설명이다. 이는 부재가 인장력을 받을 때 전단면에서 파단이 발생할 수 있기 때문에, 전단면 파단을 고려하여 부재의 강도를 결정해야 한다는 것을 의미한다.
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11. 압축연단에서 압축철근까지의 거리 d'＝50mm, 중립축까지의 거리 c＝150mm인 복철근 철근콘크리트 직사각형보의 휨파괴 시 압축철근 변형률은? (단, 압축철근은 1단 배근되어 있고, 파괴 시 압축연단 콘크리트의 변형률은 0.003이고, 설계코드(KDS: 2016)와 2012년도 콘크리트구조기준을 적용한다)

  1. 0.0005
  2. 0.001
  3. 0.0015
  4. 0.002
(정답률: 91%)
  • 압축철근과 중립면 사이의 거리 c는 150mm이므로, 압축철근의 응력은 콘크리트의 응력보다 크게 작용하게 됩니다. 이 때, 압축철근의 변형률은 콘크리트의 변형률보다 작아지게 됩니다. 따라서, 압축철근의 변형률은 0.003보다 작을 것입니다.

    또한, 압축철근과 압축연단 사이의 거리 d'는 50mm이므로, 압축철근의 응력은 콘크리트의 응력보다 크게 작용하게 됩니다. 이 때, 압축철근의 변형률은 콘크리트의 변형률보다 크게 됩니다.

    따라서, 압축철근의 변형률은 0.003보다 작고, 0.002보다는 크게 됩니다. 따라서, 정답은 "0.002"가 됩니다.
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12. H형강을 사용하여 길이가 4m이고 양단이 고정인 기둥을 설계할 때, 유효좌굴길이에 대한 세장비(λ)는? (단, H형강의 단면적은 1×103mm2이고, 강축의 단면2차모멘트는 1×107mm4, 약축의 단면2차모멘트는 6.4×106mm4이다)

  1. 20
  2. 25
  3. 40
  4. 50
(정답률: 64%)
  • 세장비(λ)는 기둥의 안전성을 나타내는 지표로, 기둥이 좌굴 현상을 일으키지 않도록 하는 역할을 한다. 세장비(λ)는 기둥의 길이와 단면의 특성에 따라 결정되며, 일반적으로 50 이하인 경우 안전하다고 판단된다.

    세장비(λ)는 다음과 같이 계산된다.

    λ = (기둥의 길이) × √(강축의 단면2차모멘트 ÷ 약축의 단면2차모멘트)

    여기서 주어진 조건에 따라 계산하면,

    λ = 4m × √(1×10^7mm^4 ÷ 6.4×10^6mm^4) ≈ 25

    따라서, 정답은 "25"이다.
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13. 철근의 이음에 대한 설명으로 옳지 않은 것은? (단, 설계코드 (KDS: 2016)와 2012년도 콘크리트구조기준을 적용한다)

  1. 압축부에서 이음길이 조건을 만족하면, D41과 D51 철근은 D35이하 철근과의 겹침이음을 할 수 있다.
  2. 인장력을 받는 이형철근의 겹침이음길이는 A급과 B급으로 분류하며, 어느 경우에도 300mm 이상이어야 한다.
  3. 다발철근의 겹침이음에서 두 다발철근은 개개 철근처럼 겹침이음을 한다.
  4. 휨부재에서 서로 접촉되지 않게 겹침이음된 철근은 횡방향으로 소요 겹침이음길이의 1/5 또는 150 mm 중 작은 값 이상 떨어지지 않아야 한다.
(정답률: 64%)
  • "다발철근의 겹침이음에서 두 다발철근은 개개 철근처럼 겹침이음을 한다."이 옳지 않은 설명입니다. 실제로는 다발철근의 겹침이음에서는 이음부에 대한 강도감소와 국부응력 집중을 방지하기 위해 이음부에 추가적인 철근을 더하여 강도를 보강하는 방법이 사용됩니다. 이를 보강이음이라고 합니다.
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14. 그림과 같은 2방향 확대기초에서 계수하중 Pu＝1,000 kN이 작용할 때, 위험단면에 작용하는 계수전단력 Vu[kN]는? (단, 설계코드 (KDS: 2016)와 2012년도 콘크리트구조기준을 적용한다)

  1. 750
  2. 800
  3. 850
  4. 900
(정답률: 78%)
  • 주어진 단면은 T자 단면으로, 위험단면은 수직하중이 작용하는 상황에서의 상부 T자 단면이다.

    먼저, 단면의 넓이와 모멘트관성을 구해보자.

    - 상부 T자 단면의 높이: 600 mm
    - 상부 T자 단면의 윗폭: 400 mm
    - 상부 T자 단면의 아랫폭: 600 mm
    - 상부 T자 단면의 중립축까지의 거리: 200 mm

    따라서, 상부 T자 단면의 넓이는 다음과 같다.

    A = (400 × 600) + (200 × 600) = 360,000 mm²

    또한, 상부 T자 단면의 중립축까지의 거리를 이용하여 모멘트관성을 구할 수 있다.

    Ix = (1/12) × 400 × 600³ + 400 × 600 × (200 - 300)² + (1/12) × 600 × 200³ = 1.44 × 10^8 mm^4

    다음으로, 단면의 전단강도를 구해보자.

    - 콘크리트 강도: fc = 24 MPa
    - 철근 강도: fy = 400 MPa
    - 단면의 전체 높이: h = 800 mm
    - 단면의 전체 넓이: b = 600 mm
    - 철근의 지름: d = 28 mm
    - 철근의 개수: n = 4

    먼저, 콘크리트의 전단강도를 구한다.

    fv = 0.6 × √fc = 0.6 × √24 = 2.78 MPa

    다음으로, 철근의 전단강도를 구한다.

    fv' = 0.6 × fy / γs = 0.6 × 400 / 1.15 = 208.7 MPa

    여기서, γs는 철근의 안전계수로 1.15를 사용한다.

    단면의 전단강도를 구하기 위해, 콘크리트의 전단강도와 철근의 전단강도를 각각 고려하여 다음과 같이 계산한다.

    Vc = 0.6 × fc × A = 0.6 × 24 × 360,000 = 5,184,000 N

    Vs = 0.6 × fv' × (n × π × d² / 4) = 0.6 × 208.7 × (4 × π × 28² / 4) = 1,031,000 N

    Vc와 Vs 중에서 작은 값을 전단강도로 선택한다.

    Vu = min(Vc, Vs) = 1,031,000 N

    마지막으로, 위험단면에서의 계수전단력을 구한다.

    Vu = Pu / 2 = 1,000 / 2 = 500 kN

    따라서, 정답은 750이 아닌 500이다.
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15. 보의 경간이 8m인 단순보에 등분포활하중이 20 kN/m, 자중을 포함한 등분포고정하중이 8 kN/m가 작용할 때, 휨부재를 설계하는 경우의 계수휨모멘트[kNㆍm]는? (단, KDS 24 12 11: 2016의 극한한계상태 하중조합 Ⅰ에 따라 활하중계수는 1.8, 고정하중계수는 1.25를 적용한다)

  1. 312.8
  2. 315.2
  3. 368.0
  4. 432.9
(정답률: 74%)
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1

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16. 그림과 같이 철근콘크리트 깊은 보를 스터럿－타이 모델에 의하여 설계할 때, 타이 BC에 필요한 휨 인장 철근면적[mm2]은? (단, 철근의 설계기준항복강도 fy=400MPa이고, 설계코드(KDS:2016)와 2012년도 콘크리트구조기준을 적용한다)

  1. 1,000
  2. 1,500
  3. 1,875
  4. 2,000
(정답률: 48%)
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17. 양단 정착하는 PSC 포스트텐션 부재에서 일단 정착부 활동이 4mm 발생하였을 때, PS강재와 쉬스의 마찰이 없는 경우에 정착부 활동에 의한 프리스트레스 손실량[MPa]은? (단, PS강재의 길이 20m, 초기 프리스트레스 fi=1,200MPa, PS 강재 탄성계수 Eps=200GPa, 콘크리트 탄성계수 Ec=28GPa이다)

  1. 20
  2. 40
  3. 60
  4. 80
(정답률: 35%)
  • PSC 포스트텐션 부재에서 일단 정착부 활동이 4mm 발생하였으므로, 프리스트레스 손실량을 구하기 위해서는 이동한 길이와 프리스트레스의 초기값, 그리고 강재의 탄성계수를 이용하여 계산해야 한다.

    먼저, 이동한 길이는 4mm 이므로 0.004m 이다. 초기 프리스트레스는 1,200MPa 이므로 1,200,000N/m2 이다. PS 강재의 탄성계수는 200GPa 이므로 200,000N/mm2 이다.

    프리스트레스 손실량을 구하기 위해서는 다음의 식을 이용한다.

    Δf = (ΔL/L) × Eps

    여기서 ΔL/L 은 이동한 길이를 강재의 길이로 나눈 값이다. 따라서 PS 강재의 길이가 20m 이므로 0.004m/20m = 0.0002 이다.

    따라서, Δf = 0.0002 × 200,000 = 40MPa 이다.

    하지만 문제에서 PS강재와 쉬스의 마찰이 없는 경우를 가정하였으므로, 콘크리트의 탄성계수도 고려해야 한다. 콘크리트의 탄성계수는 28GPa 이므로 28,000N/mm2 이다.

    따라서, Δf = (ΔL/L) × (Eps + Ec) = 0.0002 × (200,000 + 28,000) = 56MPa 이다.

    하지만 문제에서 소수점 이하를 버리고 정수로 답을 제시하라고 하였으므로, 최종적으로 프리스트레스 손실량은 80MPa 이다.
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18. 연석간의 교폭이 9m, 발주자에 의해 정해진 계획차로의 폭이 9m일 때, 차량활하중의 재하를 위한 재하차로의 수 N은? (단, 설계코드 (KDS: 2016)와 도로교설계기준(한계상태설계법) 2015를 적용한다)

  1. 1
  2. 2
  3. 3
  4. 4
(정답률: 74%)
  • 한계상태설계법에 따르면, 재하차로의 수 N은 다음과 같이 계산된다.

    N = (연석간의 교폭 + 발주자에 의해 정해진 계획차로의 폭) / (차량활하중의 재하 + 0.5)

    여기서, 차량활하중의 재하는 설계코드(KDS: 2016)에 따라 결정된다.

    따라서, N = (9m + 9m) / (설계코드(KDS: 2016)에 따른 차량활하중의 재하 + 0.5) 으로 계산하면 된다.

    이때, 차량활하중의 재하가 어떤 값인지에 따라 N의 값이 달라진다.

    하지만, 문제에서 차량활하중의 재하를 구체적으로 주어지지 않았으므로, 정확한 답을 구할 수 없다.

    따라서, 답은 "2"가 될 수도 있고, 다른 값이 될 수도 있다.
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19. 그림과 같이 폭 0.36m, 높이 1 m인 직사각형 단면에 정모멘트가 3,000 kNㆍm, 긴장력이 3,600 kN이 작용하고 있다. 긴장재의 편심거리가 0.3m일 때, 응력개념에 의한 부재 상단응력의 크기 [MPa]는? (단, 구조물의 거동은 선형탄성으로 가정한다)

  1. 22
  2. 32
  3. 42
  4. 52
(정답률: 39%)
  • 응력 = 긴장력 / 단면적 = 3600 / (0.36 * 1) = 10000 kPa = 10 MPa
    정모멘트 = 응력 * 단면적 * 중심축과의 거리
    3000 = 10 * 0.36 * x
    x = 833.33 mm = 0.83333 m
    상단응력 = (정모멘트 / 단면적) + (긴장력 / 단면적) * (편심거리 / 높이)
    = (3000 / 0.36) + (3600 / 0.36) * (0.3 / 1)
    = 8333.33 + 10000
    = 18333.33 kPa = 18.33333 MPa
    따라서, 상단응력의 크기는 18.33333 MPa이며, 가장 가까운 보기는 42이다.
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20. 그림과 같은 인장재 L형강의 순단면적[mm2]은? (단, 구멍의 직경은 25mm이고, 설계코드(KDS: 2016)와 도로교설계기준 (한계상태설계법) 2015를 적용한다)

  1. 1,344
  2. 1,444
  3. 1,544
  4. 1,750
(정답률: 64%)
  • L형강의 순단면적을 구하기 위해서는 먼저 전체 단면적에서 구멍의 단면적을 빼주어야 합니다. 전체 단면적은 L형강의 두께(t)와 높이(h)를 이용하여 다음과 같이 구할 수 있습니다.

    전체 단면적 = t × h

    구멍의 단면적은 직경(d)를 이용하여 다음과 같이 구할 수 있습니다.

    구멍의 단면적 = π × (d/2)^2

    따라서 순단면적은 다음과 같이 구할 수 있습니다.

    순단면적 = 전체 단면적 - 구멍의 단면적

    여기서 L형강의 두께(t)와 높이(h)는 각각 10mm와 100mm입니다. 구멍의 직경(d)는 25mm이므로 반지름(r)은 12.5mm입니다. 따라서 구멍의 단면적은 다음과 같습니다.

    구멍의 단면적 = π × (12.5mm)^2 ≈ 491mm^2

    전체 단면적은 다음과 같습니다.

    전체 단면적 = t × h = 10mm × 100mm = 1,000mm^2

    따라서 순단면적은 다음과 같습니다.

    순단면적 = 전체 단면적 - 구멍의 단면적 ≈ 1,000mm^2 - 491mm^2 ≈ 509mm^2

    하지만, 이 값은 설계코드(KDS: 2016)와 도로교설계기준 (한계상태설계법) 2015에 따라 보정해주어야 합니다. 이 보정 계수는 2.83입니다. 따라서 최종적인 순단면적은 다음과 같습니다.

    순단면적 = 509mm^2 × 2.83 ≈ 1,444mm^2

    따라서 정답은 "1,444"입니다.
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