9급 지방직 공무원 토목설계 필기 기출문제복원 (2022-06-18)

9급 지방직 공무원 토목설계 2022-06-18 필기 기출문제 해설

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9급 지방직 공무원 토목설계
(2022-06-18 기출문제)

목록

1과목: 과목 구분 없음

1. 철근콘크리트 옹벽의 안정해석에서 평상시 전도에 대한 기준 안전율은?

  1. 3.5
  2. 3.0
  3. 2.5
  4. 2.0
(정답률: 75%)
  • 철근콘크리트 옹벽의 안정성 검토 시, 평상시 전도에 대해 구조물이 넘어지지 않고 안전하게 유지되기 위해 요구되는 최소 안전율은 2.0입니다.
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2. 단순 지지된 철근콘크리트 슬래브 구조에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 2방향 슬래브는 두 방향의 주철근으로 하중에 저항하는 바닥판이다.
  2. 1방향 슬래브에서 응력을 분포시킬 목적으로 주철근과 직각 방향으로 배력철근을 배치한다.
  3. 4변에 의해 지지되는 1방향 슬래브는 장변 방향으로만 주철근을 배근한다.
  4. 슬래브는 단변에 대한 장변의 비에 따라 1방향 슬래브와 2방향 슬래브로 나뉜다.
(정답률: 62%)
  • 1방향 슬래브는 하중이 주로 단변 방향으로 전달되므로, 하중에 저항하기 위한 주철근은 장변 방향이 아닌 단변 방향으로 배근해야 합니다.
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3. 철근콘크리트 보에 전단철근을 배근하여 얻을 수 있는 효과로 옳지 않은 것은?

  1. 전단철근의 인장응력에 의해 전단강도를 증가시킨다.
  2. 경사균열을 가로질러 배치된 전단철근은 전단강도 증가에 기여한다.
  3. 폐합 스터럽으로 측면을 구속하기 때문에 콘크리트의 압축강도와 연성을 감소시킨다.
  4. 전단철근은 전단파괴를 연성적으로 일어나도록 해준다.
(정답률: 73%)
  • 폐합 스터럽은 콘크리트의 측면을 구속하여 오히려 압축강도를 높이고 연성을 증가시키는 효과를 줍니다. 따라서 연성을 감소시킨다는 설명은 틀린 것입니다.
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4. 프리스트레스트 콘크리트 부재에서 프리스트레스 도입 후에 발생하는 시간적 손실의 원인에 해당하는 것은?

  1. 콘크리트의 크리프
  2. 정착장치의 활동
  3. 콘크리트의 탄성수축
  4. 포스트텐션 긴장재와 덕트 사이의 마찰
(정답률: 68%)
  • 프리스트레스 도입 후 시간이 경과함에 따라 발생하는 손실 중 콘크리트의 크리프는 지속적인 하중으로 인해 시간이 지남에 따라 변형이 증가하는 현상으로, 대표적인 시간적 손실 원인입니다.

    오답 노트
    정착장치의 활동, 마찰 손실: 도입 즉시 발생하는 즉시 손실
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5. 프리스트레스트 콘크리트를 해석하기 위한 기본 개념이 아닌 것은?

  1. 균등질보의 개념
  2. 공액보의 개념
  3. 내력모멘트의 개념
  4. 하중평형의 개념
(정답률: 62%)
  • 프리스트레스트 콘크리트 해석은 균등질보, 내력모멘트, 하중평형의 개념을 기본으로 하여 응력 상태를 분석합니다. 공액보의 개념은 주로 보의 처짐을 계산하기 위한 구조역학적 도구이며, 프리스트레스트 콘크리트의 기본적인 해석 개념에는 포함되지 않습니다.
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6. 하중저항계수법으로 강구조 압축부재를 설계할 경우, 비세장판 단면을 가진 부재의 공칭압축강도가 Pn＝100kN일 때 설계압축강도[kN]는? (단, 강도저항계수 øc＝0.90이다)

  1. 65
  2. 70
  3. 90
  4. 100
(정답률: 81%)
  • 강도저항계수법에서 설계강도는 공칭강도에 강도저항계수를 곱하여 산정합니다.
    ① [기본 공식] $P_{d} = \phi_{c} \times P_{n}$
    ② [숫자 대입] $P_{d} = 0.90 \times 100$
    ③ [최종 결과] $P_{d} = 90 \text{ kN}$
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7. 단철근 직사각형 보에서 지속하중에 의한 탄성처짐이 15mm 발생하였을 때, 7년 후 지속하중에 의한 추가 장기처짐[mm]은? (단, 5년 후의 장기처짐 계수는 2.0이다)

  1. 15
  2. 30
  3. 40
  4. 45
(정답률: 57%)
  • 장기처짐은 탄성처짐에 장기처짐 계수를 곱하여 산출하며, 추가 장기처짐은 전체 장기처짐에서 초기 탄성처짐을 뺀 값입니다.
    ① [기본 공식] $\Delta_{add} = \Delta_{inst} \times \lambda$
    ② [숫자 대입] $\Delta_{add} = 15 \times 2.0$
    ③ [최종 결과] $\Delta_{add} = 30 \text{ mm}$
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8. 보의 경간이 12m이고, 양쪽 슬래브의 중심 간 거리가 2m인 대칭 T형보에서 유효폭[mm]은? (단, 플랜지 두께 tf＝100mm, 복부폭 bw＝600mm이다)

  1. 1,800
  2. 2,000
  3. 2,200
  4. 3,000
(정답률: 61%)
  • 대칭 T형보의 유효폭은 슬래브 중심 간 거리와 보 경간의 1/4 중 작은 값과 복부폭의 합 등으로 결정되나, 일반적으로 슬래브 중심 간 거리가 유효폭의 기준이 됩니다.
    ① [기본 공식] $b_{eff} = \text{슬래브 중심 간 거리}$
    ② [숫자 대입] $b_{eff} = 2000$
    ③ [최종 결과] $b_{eff} = 2000 \text{ mm}$
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9. 단철근 직사각형 보에서 저보강보의 중립축 위치에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 균형보의 중립축 위치보다 압축 연단 쪽에 위치한다.
  2. 균형보의 중립축 위치보다 인장 연단 쪽에 위치한다.
  3. 균형보의 중립축 위치와 일치한다.
  4. 과보강보의 중립축 위치보다 인장 연단 쪽에 위치한다.
(정답률: 51%)
  • 저보강보는 인장 철근량이 적어 콘크리트가 먼저 파괴되는 연성 파괴 형태를 띱니다. 이 경우 중립축이 위로 올라가므로, 균형보의 중립축 위치보다 압축 연단 쪽에 위치하게 됩니다.
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10. 철근콘크리트 보의 휨파괴 유형 중 취성파괴에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 취성파괴는 인장철근량이 최소 철근량보다 적으면 일어나지 않는다.
  2. 취성파괴는 균형철근비보다 많은 철근비를 사용한 과보강보의 파괴유형이다.
  3. 취성파괴는 인장철근이 항복하기 전에 콘크리트의 압축변형률이 극한변형률에 먼저 도달하여 일어난다.
  4. 취성파괴는 콘크리트의 압축파괴가 먼저 시작되어 갑자기 파괴된다.
(정답률: 63%)
  • 취성파괴는 철근량이 너무 많은 과보강보에서 발생하는 현상으로, 인장철근량이 최소 철근량보다 적은 것과는 직접적인 상관관계가 없습니다. 취성파괴는 철근이 항복하기 전 콘크리트가 먼저 압축 파괴되어 갑작스럽게 붕괴되는 것이 핵심입니다.
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11. 콘크리트 구조물에 발생하는 균열에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 균열의 발생 요인으로는 사용재료에 의한 요인, 시공상의 문제에 의한 요인, 설계상의 문제에 의한 요인, 사용환경에 의한 요인 등이 있다.
  2. 철근의 피복두께 부족, 정착길이 부족 등으로 인해 균열이 발생하기도 한다.
  3. 구조물의 내구성을 위해서는 균열의 폭은 문제가 되지 않고, 균열의 수가 문제가 된다.
  4. 구조적 균열에는 휨균열, 전단균열 등이 있다.
(정답률: 78%)
  • 구조물의 내구성을 확보하기 위해서는 균열의 수보다 균열의 폭을 제어하는 것이 훨씬 중요합니다. 균열 폭이 넓어지면 외부 부식 인자의 침투가 쉬워져 철근 부식을 촉진하기 때문입니다.
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12. 철근콘크리트 부재에 압축력 P가 편심 없이 작용할 때, 콘크리트에 작용하는 응력 fc는? (단, 부재는 탄성거동 범위 내에 있으며, 압축력은 장기하중이 아닌 단기하중으로 작용하고 있고, Ag는 전체 단면적, Ac는 콘크리트의 단면적, As는 축방향 철근의 단면적, n은 철근과 콘크리트의 탄성계수비 (Es/Ec)이다)

(정답률: 43%)
  • 편심 없이 압축력 $P$가 작용할 때, 철근과 콘크리트가 동일한 변형률을 갖는다고 가정하면 콘크리트의 응력은 환산단면적 $A_g + (n-1)A_s$로 하중을 나눈 값과 같습니다.
    $$\frac{P}{A_g + (n-1)A_s}$$
    따라서 정답은 입니다.
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13. 단철근 직사각형단면을 가지는 지간길이 6m인 단순보의 지간중앙에 계수집중하중 80kN과 보의 자중을 포함한 계수등분포하중 30kN/m이 작용할 때, 보의 지간중앙에서 계수모멘트[kNㆍm]는?

  1. 120
  2. 135
  3. 155
  4. 255
(정답률: 46%)
  • 단순보의 지간 중앙에서 발생하는 최대 모멘트는 집중하중에 의한 모멘트와 등분포하중에 의한 모멘트의 합으로 계산합니다.
    ① [기본 공식] $M_{max} = \frac{PL}{4} + \frac{wL^2}{8}$
    ② [숫자 대입] $M_{max} = \frac{80 \times 6}{4} + \frac{30 \times 6^2}{8}$
    ③ [최종 결과] $M_{max} = 255$
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14. 유효깊이 d＝540mm, 압축연단에서 중립축까지의 거리 c＝180mm인 단철근 직사각형보에서 인장철근의 변형률은? (단, 인장철근은 1단 배근되어 있고, 콘크리트의 극한 변형률은 0.003이다)

  1. 0.003
  2. 0.004
  3. 0.005
  4. 0.006
(정답률: 61%)
  • 단면의 변형률 분포는 직선으로 가정하므로, 삼각형의 닮음비를 이용하여 인장철근의 변형률을 구할 수 있습니다.
    ① [기본 공식] $\epsilon_s = \frac{d - c}{c} \times \epsilon_{cu}$
    ② [숫자 대입] $\epsilon_s = \frac{540 - 180}{180} \times 0.003$
    ③ [최종 결과] $\epsilon_s = 0.006$
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15. 철근의 부착성능에 영향을 주는 요인에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 콘크리트의 압축강도가 커지면 부착강도가 커진다.
  2. 피복두께가 두꺼우면 부착강도가 작아진다.
  3. 블리딩의 영향으로 수평철근이 수직철근보다 부착강도가 작다.
  4. 이형철근이 원형철근보다 부착강도가 크다.
(정답률: 57%)
  • 철근의 부착강도는 피복두께가 충분히 확보될수록 구속 효과가 커져 오히려 증가하는 경향이 있습니다.

    오답 노트
    콘크리트 압축강도: 강도가 높을수록 철근을 더 세게 쥐어주어 부착강도 증가
    블리딩: 수직철근은 물이 위로 고여 틈이 생기므로 수평철근보다 부착강도 작음
    이형철근: 표면의 마디와 리브 덕분에 원형철근보다 부착강도 훨씬 큼
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16. 정사각형 확대기초의 한 변의 길이가 3m이고, 기초 지반의 허용지지력(qm)이 250kN/m2일 때, 확대기초 중앙에 허용할 수 있는 최대 압축력[kN]은?

  1. 250
  2. 750
  3. 1,250
  4. 2,250
(정답률: 56%)
  • 기초 중앙에 하중이 작용할 때, 최대 압축력은 기초의 바닥 면적과 지반의 허용지지력을 곱하여 산출합니다.
    ① [기본 공식] $P = q_{m} \times A$
    ② [숫자 대입] $P = 250 \times (3 \times 3)$
    ③ [최종 결과] $P = 2250$
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17. 그림과 같이 강재를 사용한 인장부재(두께 t)의 볼트 연결부(구멍직경 d)가 있다. 예상되는 파단선이 A－B일 때 순단면적(An)은? (단, Ag는 총단면적이다)

(정답률: 60%)
  • 인장부재의 순단면적은 총단면적에서 구멍 면적을 빼고, 파단선이 경사졌을 때 추가되는 면적을 더해 계산합니다.
    파단선 A-B를 따라 계산하면 총단면적 $A_{g}$에서 구멍 2개의 면적 $2 \cdot d \cdot t$를 제외하고, 경사 길이에 의한 추가 면적 $\frac{s^{2}}{4g} \cdot t$를 더한 가 됩니다.
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18. 그림과 같이 연직하중 Q가 편심을 갖고 점 A에 작용하는 철근콘크리트 확대기초가 있다. 지반의 허용지지력(qa)이 50kN/m2일 때, 허용할 수 있는 최대 하중(Qmax)[kN]은?

  1. 625
  2. 525
  3. 571
  4. 671
(정답률: 38%)
  • 편심 하중이 작용하는 기초의 최대 지지력은 기초 바닥면의 최대 응력이 허용지지력과 같을 때 결정됩니다.
    ① [기본 공식] $q_{max} = \frac{Q}{A} + \frac{Q \cdot e}{Z}$
    ② [숫자 대입] $50 = \frac{Q}{4 \times 4} + \frac{Q \times 0.5}{\frac{4 \times 4^{2}}{6}}$
    ③ [최종 결과] $Q = 625$
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19. 구조재료로서 콘크리트에 비해 강재가 갖는 장점으로 옳지 않은 것은?

  1. 내화성이 좋다.
  2. 단위 면적당 강도가 크다.
  3. 고강도 재료이다.
  4. 공사기간이 빠르다.
(정답률: 66%)
  • 강재는 콘크리트에 비해 강도가 매우 높고 시공 속도가 빠르다는 장점이 있지만, 열에 매우 취약하여 고온에서 강도가 급격히 저하되므로 내화성이 좋지 않습니다.
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20. 그림과 같은 프리스트레스트 콘크리트 보에서 긴장재를 포물선으로 배치하고 프리스트레스 힘 P＝2,000kN일 때, 프리스트레스에 의한 등가 등분포 상향력 u[kN/m]는? (단, e＝200mm이며, 프리스트레스 힘 P와 단면 도심과의 각 θ는 미소하므로 cosθ≈1로 가정한다)

  1. 32
  2. 42
  3. 52
  4. 62
(정답률: 55%)
  • 포물선 배치된 긴장재에 의해 발생하는 등가 등분포 상향력은 긴장재의 곡률과 프리스트레스 힘의 곱으로 계산합니다.
    ① [기본 공식] $u = \frac{8Pe}{L^2}$
    ② [숫자 대입] $u = \frac{8 \times 2000 \times 0.2}{10^2}$
    ③ [최종 결과] $u = 32$
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