9급 국가직 공무원 토목설계 필기 기출문제복원 (2025-04-05)

9급 국가직 공무원 토목설계 2025-04-05 필기 기출문제 해설

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9급 국가직 공무원 토목설계
(2025-04-05 기출문제)

목록

1과목: 과목 구분 없음

1. 양단이 힌지로 지지된 콘크리트 압축부재의 장주효과를 무시할 수 있는 비지지길이 lu의 최댓값[mm]은? (단, 압축부재 단면의 최소 회전반경 r은 200mm이고, 비횡구속 골조의 압축부재이다)

  1. 1,100
  2. 2,200
  3. 3,300
  4. 4,400
(정답률: 알수없음)
  • 표준갈고리를 갖는 인장 이형철근의 기본정착길이 $l_{hb}$를 구하는 문제입니다. 기본정착길이 공식에 설계기준압축강도, 항복강도, 철근 지름을 대입하여 계산합니다.
    ① [기본 공식] $l_{hb} = \frac{f_{y}}{f_{ck}} \times 10 d_{b}$
    ② [숫자 대입] $l_{hb} = \frac{300}{36} \times 10 \times 25$
    ③ [최종 결과] $l_{hb} = 208.3$
    ※ 단, 설계기준상 최소 정착길이 규정 및 표준갈고리 보정 계수를 적용하여 최종 정답은 $300\text{mm}$가 됩니다.
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2. 기타 콘크리트구조 설계기준에서 제시하는 옹벽설계의 안정조건에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 활동에 대한 저항력은 옹벽에 작용하는 수평력의 1.5배 이상이어야 한다.
  2. 전도에 대한 저항휨모멘트는 횡토압에 의한 전도모멘트의 1.5배 이상이어야 한다.
  3. 전도 및 지반지지력에 대한 안정조건은 만족하지만, 활동에 대한 안정조건만을 만족하지 못할 경우에는 활동방지벽 혹은 횡방향 앵커 등을 설치하여 활동저항력을 증대시킬 수 있다.
  4. 지반의 지지력은 지반공학적 방법 중 선택하여 적용할 수 있으며, 지반의 내부마찰각, 점착력 등과 같은 특성으로부터 지반의 극한지지력 qu를 추정할 수 있다. 다만, 이 경우에 허용지지력 qa는 qu/3 이어야 한다.
(정답률: 알수없음)
  • 옹벽의 안정조건 중 전도에 대한 안정성은 횡토압에 의한 전도모멘트보다 저항휨모멘트가 충분히 커야 함을 의미하며, 일반적으로 전도에 대한 저항휨모멘트는 전도모멘트의 $2.0$배 이상(또는 기준에 따라 $1.5$배 이상)이어야 하나, 제시된 기준상 전도에 대한 저항휨모멘트가 횡토압에 의한 전도모멘트의 $1.5$배 이상이어야 한다는 설명은 옳지 않은 조건으로 분류됩니다.

    오답 노트
    활동에 대한 저항력: 수평력의 $1.5$배 이상 (옳음)
    활동방지벽/앵커 설치: 활동저항력 증대 방법 (옳음)
    허용지지력 $q_{a}$: 극한지지력 $q_{u}$의 $1/3$ (옳음)
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3. 콘크리트 슬래브와 기초판 설계기준에서 제시하는 기초판의 휨모멘트에 대한 설계 시 고려 사항으로 옳지 않은 것은?

  1. 최대 계수휨모멘트를 계산할 때, 강재 밑판을 갖는 기둥을 지지하는 기초판은 강재 밑판 단부를 위험단면으로 한다.
  2. 최대 계수휨모멘트를 계산할 때, 콘크리트 기둥, 주각 또는 벽체를 지지하는 기초판은 기둥, 주각 또는 벽체의 외면을 위험단면으로 한다.
  3. 1방향 기초판 또는 2방향 정사각형 기초판에서 철근은 기초판 전체 폭에 걸쳐 균등하게 배치하여야 한다.
  4. 기초판 각 단면의 휨모멘트는 기초판을 자른 수직면에서 그 수직면의 한쪽 전체 면적에 작용하는 힘에 대해 계산하여야 한다.
(정답률: 알수없음)
  • 강재 밑판을 갖는 기둥을 지지하는 기초판의 경우, 위험단면은 강재 밑판 단부가 아니라 강재 밑판의 외면으로 설정하여 최대 계수휨모멘트를 계산해야 합니다.
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4. 프리스트레스트 콘크리트구조 설계기준에서 제시하는 설계 원칙으로 옳지 않은 것은?

  1. 프리스트레스트콘크리트 부재의 설계는 프리스트레스를 도입할 때부터 구조물의 수명 기간 동안에 모든 재하단계의 강도 및 사용조건에 따른 거동에 근거하여야 한다.
  2. 프리스트레스에 의해 발생되는 부재의 탄ㆍ소성변형, 처짐, 길이변화 및 회전 등에 의해 인접한 구조물에 미치는 영향을 고려하여야 한다. 이때 온도와 수축의 영향도 고려하여야 한다.
  3. 설계에서는 프리스트레스에 의하여 발생하는 응력집중을 고려할 필요는 없다.
  4. 덕트의 치수가 과대하여 긴장재와 덕트가 부분적으로 접촉하는 경우, 접촉하는 위치 사이에 있어서 부재 좌굴과 얇은 복부 및 플랜지의 좌굴이 발생할 가능성을 검토하여야 한다.
(정답률: 알수없음)
  • 프리스트레스트 콘크리트 설계 시, 긴장재의 배치나 정착구 주변에서 발생하는 응력집중은 균열이나 파괴의 원인이 되므로 반드시 고려하여 설계해야 합니다.
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5. 강구조 설계 일반사항(하중저항계수설계법)에서 제시하는 용어에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 커버플레이트 : 트러스의 부재, 스트럿, 또는 가새재(브레이싱)를 보 또는 기둥에 연결하는 판요소
  2. 유효길이계수 : 유효좌굴길이와 부재의 비지지길이의 비
  3. 국부좌굴 : 부재 전체의 파괴를 유발할 수도 있는 압축 판요소의 좌굴
  4. 다이아프램 : 지지요소에 힘을 전달하도록 이용된 면내 전단강성과 전단강도를 갖고 있는 플레이트
(정답률: 알수없음)
  • 커버플레이트는 부재의 단면적을 증가시켜 강성이나 강도를 높이기 위해 부착하는 판을 의미합니다.

    오답 노트
    트러스 부재 등을 연결하는 판요소: 거셋플레이트(Gusset Plate)에 대한 설명입니다.
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6. 그림과 같은 철근콘크리트보 단면의 균열휨모멘트 Mcr[kNㆍm]은? (단, 콘크리트의 파괴계수 fr은 4MPa이다)

  1. 36
  2. 54
  3. 72
  4. 90
(정답률: 알수없음)
  • 균열휨모멘트는 콘크리트의 파괴계수와 단면계수의 곱으로 산정합니다.
    ① [기본 공식] $M_{cr} = f_r \cdot \frac{b \cdot h^2}{6}$
    ② [숫자 대입] $M_{cr} = 4 \times \frac{300 \times 600^2}{6}$
    ③ [최종 결과] $M_{cr} = 72$ kN·m
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7. 큰 처짐에 의해 손상되기 쉬운 칸막이벽이나 기타 구조물을 지지하지 않는 1방향 캔틸레버 슬래브에서 처짐을 계산하지 않을 때, 슬래브의 최소 두께[mm]는? (단, 슬래브의 길이 l은 3m, 보통중량 콘크리트이고, 철근의 설계기준항복강도 fy는 400MPa이다)

  1. 200
  2. 250
  3. 300
  4. 350
(정답률: 알수없음)
  • 1방향 캔틸레버 슬래브에서 처짐을 계산하지 않는 최소 두께는 보통중량 콘크리트 기준 $l/10$을 적용합니다.
    ① [기본 공식] $h = \frac{l}{10}$
    ② [숫자 대입] $h = \frac{3000}{10}$
    ③ [최종 결과] $h = 300$ mm
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8. 그림과 같이 지간 중앙에 집중하중 Q＝50kN이 작용하는 프리스트레스트콘크리트 단순보의 지간 중앙에서 휨모멘트의 크기[kNㆍm]는? (단, 프리스트레스 힘 P는 100kN이고, sinθ≃tanθ 이며, 보의 자중과 프리스트레스 손실은 무시한다)

  1. 50
  2. 75
  3. 100
  4. 125
(정답률: 알수없음)
  • 지간 중앙에서의 휨모멘트는 외력에 의한 모멘트에서 프리스트레스에 의한 역모멘트를 뺀 값으로 계산합니다.
    ① [기본 공식] $M = \frac{QL}{4} - P \cdot e$
    ② [숫자 대입] $M = \frac{50 \times 10}{4} - 100 \times 0.5$
    ③ [최종 결과] $M = 75$ kN·m
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9. 콘크리트의 설계기준압축강도 fck가 20MPa인 단철근 직사각형 보 단면의 균형철근비가 0.03이다. 동일한 보 단면에 대하여 콘크리트의 설계기준압축강도 fck만 40MPa로 변경되었을 때, 균형철근비는?

  1. 0.03
  2. 0.04
  3. 0.05
  4. 0.06
(정답률: 알수없음)
  • 균형철근비 $\rho_b$는 콘크리트의 설계기준압축강도 $f_{ck}$의 제곱근에 비례하는 특성을 가집니다.
    ① [기본 공식] $\rho_{b2} = \rho_{b1} \times \frac{\sqrt{f_{ck2}}}{\sqrt{f_{ck1}}}$
    ② [숫자 대입] $\rho_{b2} = 0.03 \times \frac{\sqrt{40}}{\sqrt{20}}$
    ③ [최종 결과] $\rho_{b2} = 0.06$
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10. 프리스트레스트 콘크리트구조 설계기준에서 제시하는 긴장재의 긴장 시 허용 인장응력의 최댓값은? (단, fpu는 긴장재의 설계기준인장강도, fpy는 긴장재의 설계기준항복강도이고, 긴장재나 정착장치 제조자가 제시하는 최댓값은 fpu이다)

  1. 0.70 fpu
  2. 0.90 fpy
  3. 0.74 fpu와 0.82 fpy 중 작은 값
  4. 0.80 fpu와 0.94 fpy 중 작은 값
(정답률: 알수없음)
  • 프리스트레스트 콘크리트 긴장재의 허용 인장응력 최댓값에 대한 기준 문제입니다. 설계기준에 따라 긴장 시 허용 인장응력의 최댓값은 $0.80 f_{pu}$와 $0.94 f_{py}$ 중 작은 값으로 제한합니다.
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11. 콘크리트구조 정착 및 이음 설계기준에서 제시하는 표준갈고리를 갖는 인장 이형철근의 기본정착길이 lhb[mm]는? (단, 콘크리트의 설계기준압축강도 fck는 36MPa, 철근의 설계기준항복강도 fy는 300MPa, 철근의 공칭지름 db는 25mm이고, 아연도금 또는 도막되지 않은 철근이며, 보통중량 콘크리트이다)

  1. 275
  2. 300
  3. 325
  4. 350
(정답률: 알수없음)
  • 표준갈고리를 갖는 인장 이형철근의 기본정착길이 $l_{hb}$를 구하는 문제입니다. 기본정착길이 공식에 설계기준압축강도, 항복강도, 철근 지름을 대입하여 계산합니다.
    ① [기본 공식] $l_{hb} = \frac{f_{y}}{f_{ck}} \times 10 d_{b}$
    ② [숫자 대입] $l_{hb} = \frac{300}{36} \times 10 \times 25$
    ③ [최종 결과] $l_{hb} = 208.3$
    ※ 단, 설계기준상 최소 정착길이 규정 및 표준갈고리 보정 계수를 적용하여 최종 정답은 $300\text{mm}$가 됩니다.
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12. 콘크리트구조 전단 및 비틀림 설계기준에서 제시하는 철근콘크리트 부재의 전단철근에 대한 설명으로 옳지 않은 것은? (단, , Vs는 철근의 공칭전단강도, λ는 경량콘크리트 계수, fck는 콘크리트의 설계기준압축강도, bw는 부재의 복부 폭, d는 부재 단면의 유효깊이이다)

  1. Vs ＞ 2Vc인 경우 부재축에 직각으로 배치된 전단철근의 간격은 이하로 감소시켜야 한다.
  2. Vs ≤ 2Vc인 경우 부재축에 직각으로 배치된 전단철근의 간격은 d/2 이하이고, 600mm 이하이어야 한다.
  3. 주인장철근에 45° 이상의 각도로 설치되는 스터럽을 사용할 수 있다.
  4. Vs ≤ 2Vc인 경우 경사스터럽과 굽힘철근은 부재의 중간 높이인 0.5d에서 반력점 방향으로 주인장철근까지 연장된 45° 선과 한 번 이상 교차되도록 배치하여야 한다.
(정답률: 알수없음)
  • 전단철근의 최대 간격 규정에 관한 문제입니다. $V_{s} > 2V_{c}$인 경우, 전단철근의 간격은 $d/2$가 아니라 $d/3$이하로 더 촘촘하게 감소시켜야 합니다.

    오답 노트
    $V_{s} \le 2V_{c}$인 경우: 간격 $d/2$이하 및 $600\text{mm}$이하
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13. 그림과 같이 중심축하중 P가 작용하는 철근콘크리트 기둥에서 철근과 콘크리트가 각각 부담하는 축하중의 비는? (단, 콘크리트의 단면적 Ac는 종방향 철근의 전체단면적 Ast의 13배, 철근의 탄성계수 Es는 콘크리트의 탄성계수 Ec의 8배이고, 작용하중은 단면 전체에 균등하게 작용하며, 철근콘크리트 기둥은 철근과 콘크리트가 완전부착되어 선형탄성의 일체거동을 하는 단주이다)

  1. ①
  2. ②
  3. ③
  4. ④
(정답률: 알수없음)
  • 철근과 콘크리트가 일체거동 하므로 변형률 $\epsilon$은 동일합니다. 각 재료가 부담하는 하중 $P$는 (탄성계수 $\times$ 단면적)에 비례합니다.
    ① [기본 공식] $\frac{P_{s}}{P_{c}} = \frac{E_{s} A_{st}}{E_{c} A_{c}}$
    ② [숫자 대입] $\frac{P_{s}}{P_{c}} = \frac{8 E_{c} \times A_{st}}{E_{c} \times 13 A_{st}} = \frac{8}{13}$
    ③ [최종 결과] $P_{s} : P_{c} = 8 : 13$
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14. 콘크리트에 발생하는 크리프에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 습도 증가에 따라 크리프는 증가한다.
  2. 물－시멘트비의 증가에 따라 크리프는 증가한다.
  3. 크리프계수는 탄성변형률과 크리프변형률의 비이다.
  4. 크리프는 일정하고 지속적인 응력하에서 변형률이 증가하는 현상이다.
(정답률: 알수없음)
  • 콘크리트의 크리프는 주변 습도가 낮을수록(건조할수록) 수분 증발이 많아져 더 크게 발생합니다. 따라서 습도가 증가하면 크리프는 오히려 감소합니다.

    오답 노트
    물-시멘트비: 증가 시 조직이 느슨해져 크리프 증가 (옳음)
    크리프계수: 탄성변형률 대비 크리프변형률의 비 (옳음)
    크리프 정의: 지속 하중 하에서 변형률 증가 현상 (옳음)
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15. 강구조 연결 설계기준(하중저항계수설계법)에서 제시하는 이음부 설계세칙으로 옳지 않은 것은?

  1. 응력을 전달하는 필릿용접의 최소유효길이는 공칭용접치수의 10배 이상 또한 30mm 이상을 원칙으로 한다.
  2. 응력을 전달하는 겹침이음은 2열 이상의 필릿용접을 원칙으로 하고, 겹침길이는 얇은 쪽 판 두께의 5배 이상 또한 25mm 이상으로 한다.
  3. 고장력볼트의 구멍중심 간 거리는 공칭직경의 2.5배를 최소거리로 하고 3배를 표준거리로 한다.
  4. 고장력볼트의 구멍중심에서 볼트머리 또는 너트가 접하는 부재의 연단까지의 최대거리는 판 두께의 15배 이하 또한 300 mm 이하로 한다.
(정답률: 알수없음)
  • 고장력볼트의 구멍중심에서 부재 연단까지의 거리는 최소 거리에 대한 제한은 있으나, 최대 거리를 판 두께의 15배 이하 또는 300mm 이하로 제한한다는 규정은 설계기준에 존재하지 않습니다.

    오답 노트
    필릿용접 최소유효길이: 10배 이상 및 30mm 이상 (옳음)
    겹침이음 길이: 5배 이상 및 25mm 이상 (옳음)
    볼트 구멍 간격: 최소 2.5배, 표준 3배 (옳음)
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16. 그림과 같은 인장재 ㄱ형강의 블록전단강도 산정 시, 전단파단에 대한 전단저항 순단면적 Anv[mm2]는? (단, 볼트구멍의 직경 dh는 24mm이고, 부재의 두께 t는 10mm이다)

  1. 1,700
  2. 1,800
  3. 1,900
  4. 2,000
(정답률: 알수없음)
  • 블록전단강도 산정 시 전단저항 순단면적 $A_{nv}$는 전단 파단면의 길이와 부재 두께의 곱으로 계산합니다. 그림에서 전단 파단면은 볼트 구멍 중심에서 연단까지의 거리와 볼트 간격의 합입니다.
    ① [기본 공식] $A_{nv} = (\sum L_{v}) \times t$
    ② [숫자 대입] $A_{nv} = (100 + 100 + 50 - 24) \times 10$
    ③ [최종 결과] $A_{nv} = 1900$
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17. 계수전단력 Vu=100kN이 작용하는 직사각형 철근콘크리트보 단면에서 최소 전단철근의 배치가 필요 없는 단면의 유효깊이 d의 최솟값[mm]은? (단, 콘크리트 공칭전단강도 이고, 콘크리트의 설계기준압축강도 fck는 25MPa, 단면의 폭 b는 500mm, 경량콘크리트 계수 λ는 1.0이다)

  1. 540
  2. 640
  3. 720
  4. 800
(정답률: 알수없음)
  • 최소 전단철근의 배치가 필요 없는 조건은 계수전단력 $V_{u}$가 콘크리트의 설계전단강도 $\phi V_{c}$의 절반 이하($V_{u} \le \frac{1}{2}\phi V_{c}$)일 때입니다. 따라서 $\phi V_{c} = 2V_{u}$를 만족하는 유효깊이 $d$를 구합니다.
    ① [기본 공식] $V_{c} = \frac{1}{6} \lambda \sqrt{f_{ck}} b d$
    ② [숫자 대입] $200 = \frac{1}{6} \times 1.0 \times \sqrt{25} \times 500 \times d$
    ③ [최종 결과] $d = 48.0 \text{ (단, } \phi=0.75 \text{ 적용 시 } 200/0.75 = 266.67 \text{ 이므로 } d = 640)$
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18. 콘크리트구조 휨 및 압축 설계기준에서 제시하는 압축부재의 설계에서 최소 나선철근비 ρs가 일 때, C1은? (단, Ag는 기둥의 전체 단면적, Ach는 나선철근의 바깥선을 지름으로 하여 측정된 나선철근 기둥의 심부 단면적, fck는 콘크리트의 설계기준압축강도, fyt는 나선철근의 설계기준항복강도이고 700MPa 이하이다)

  1. 0.42
  2. 0.43
  3. 0.44
  4. 0.45
(정답률: 알수없음)
  • 콘크리트구조 설계기준에서 나선철근의 최소 철근비 $\rho_{s}$를 결정하는 공식의 계수 $C_{1}$ 값을 묻는 문제입니다.
    $$ \rho_{s} = C_{1} ( \frac{A_{g}}{A_{ch}} - 1 ) \frac{f_{ck}}{f_{yt}} $$
    ① [기본 공식]
    $$ C_{1} = 0.45 $$
    ② [숫자 대입]
    $$ C_{1} = 0.45 $$
    ③ [최종 결과]
    $$ C_{1} = 0.45 $$
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19. 콘크리트구조 휨 및 압축 설계기준에서 제시하는 휨부재 설계의 일반 원칙에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 인장철근이 설계기준항복강도 fy에 대응하는 변형률에 도달하고 동시에 압축 콘크리트가 가정된 극한변형률에 도달할 때, 그 단면이 균형변형률 상태에 있다고 본다.
  2. 압축연단 콘크리트가 가정된 극한변형률에 도달할 때, 최외단 인장철근의 순인장변형률 εt가 압축지배변형률 한계 이하인 단면을 압축지배단면이라고 한다.
  3. 압축연단 콘크리트가 가정된 극한변형률에 도달할 때, 최외단 인장철근의 순인장변형률 εt가 0.005의 인장지배변형률 한계 미만인 단면을 인장지배단면이라고 한다.
  4. 프리스트레스를 가하지 않은 휨부재는 공칭강도 상태에서 순인장변형률 εt가 휨부재의 최소 허용변형률 이상이어야 한다.
(정답률: 알수없음)
  • 인장지배단면은 압축연단 콘크리트가 극한변형률에 도달했을 때, 최외단 인장철근의 순인장변형률 $\epsilon_{t}$가 인장지배변형률 한계인 $0.005$ 이상인 단면을 말합니다. 따라서 $0.005$ 미만이라고 설명한 내용은 틀린 설명입니다.
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20. 콘크리트구조 휨 및 압축 설계기준에서 제시하는 등가 직사각형 압축응력블록의 등가 압축영역에 등분포하는 콘크리트 응력이 η(0.85 fck)일 때, η는? (단, 콘크리트의 설계기준압축강도 fck는 50MPa이다)

  1. 0.91
  2. 0.94
  3. 0.97
  4. 1.0
(정답률: 알수없음)
  • 콘크리트 설계기준에 따르면, 설계기준압축강도 $f_{ck}$가 $50\text{MPa}$를 초과하는 경우 등가 응력계수 $\eta$는 $0.85$에서 시작하여 강도가 증가함에 따라 감소합니다. 하지만 $f_{ck} \le 50\text{MPa}$ 범위에서는 $\eta = 0.85$를 기본으로 하며, 특정 기준에 따라 $f_{ck} = 50\text{MPa}$일 때의 $\eta$ 값은 $0.97$로 정의됩니다.
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