9급 지방직 공무원 서울시 건축구조 필기 기출문제복원 (2016-06-25)

9급 지방직 공무원 서울시 건축구조
(2016-06-25 기출문제)

목록

1. 탄성계수 E값이 3.9GPa이고, 포아송비(Poisson‘s ratio)가 0.3인 재료의 전단탄성계수 G값은 얼마인가?

  1. 1GPa
  2. 1.5GPa
  3. 2GPa
  4. 3GPa
(정답률: 알수없음)
  • 전단탄성계수 G는 다음과 같은 식으로 계산됩니다.

    G = E / (2(1 + ν))

    여기서 E는 탄성계수, ν는 포아송비를 나타냅니다.

    따라서, 주어진 값에 대입하면

    G = 3.9 / (2(1 + 0.3)) = 1.5 GPa

    따라서, 정답은 "1.5GPa"입니다.
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2. 다음의 설계하중 중에서 목재의 설계허용응력의 보정계수 중 하중기간계수 CD가 가장 큰 것은?

  1. 고정하중
  2. 활하중
  3. 시공하중
  4. 적설하중
(정답률: 알수없음)
  • 시공하중이 가장 큰 이유는 시공 중에는 건축물이 완성되지 않았기 때문에 건축물의 안정성을 유지하기 위해 추가적인 보강이나 지지가 필요하기 때문입니다. 따라서 시공 중에는 건축물에 가해지는 하중이 다른 기간에 비해 더 크기 때문에 하중기간계수 CD가 가장 큽니다.
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3. 단일 압축재의 세장비를 구할 때 고려하지 않아도 되는 것은?

  1. 부재 길이
  2. 단면2차모멘트
  3. 지지 조건
  4. 탄성계수
(정답률: 알수없음)
  • 탄성계수는 재료의 물성으로, 압축재의 세장비를 구할 때는 부재의 형상과 지지 조건, 그리고 부재 길이와 단면2차모멘트만 고려하면 되기 때문에 고려하지 않아도 됩니다. 따라서 정답은 "탄성계수"입니다.
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4. 철근콘크리트구조에서 휨모멘트나 축력 또는 휨모멘트와 축력을 동시에 받는 단면의 설계 시 적용되는 설계가정과 일반원칙에 대한 설명 중 옳은 것은?

  1. 압축철근이 설계기준항복강도 fy에 대응하는 변형률에 도달하고 동시에 압축콘크리트가 극한변형률인 0.003에 도달할 때, 그 단면이 균형변형률상태에 있다고 본다.
  2. 휨모멘트 또는 휨모멘트와 축력을 동시에 받는 부재의 콘크리트 인장연단의 극한변형률은 0.003으로 가정하여야 한다.
  3. 철근의 응력이 설계기준항복강도 fy이하일 때, 철근의 응력은 그 변형률에 철근의 탄성계수(Es)를 곱한 값으로 하여야 한다.
  4. 압축콘크리트가 가정된 극한변형률인 0.003에 도달할 때, 최외단 인장철근의 순인장변형률 εt가 압축지배변형률한계 이하인 단면을 인장지배단면이라고 한다.
(정답률: 알수없음)
  • - 압축철근이 설계기준항복강도 fy에 대응하는 변형률에 도달하고 동시에 압축콘크리트가 극한변형률인 0.003에 도달할 때, 그 단면이 균형변형률상태에 있다고 본다. (옳은 설명)
    - 휨모멘트 또는 휨모멘트와 축력을 동시에 받는 부재의 콘크리트 인장연단의 극한변형률은 0.003으로 가정하여야 한다. (옳은 설명)
    - 철근의 응력이 설계기준항복강도 fy이하일 때, 철근의 응력은 그 변형률에 철근의 탄성계수(Es)를 곱한 값으로 하여야 한다. (옳은 설명) - 이유: 철근의 응력이 항복강도 이하일 때는 탄성변형 구간에 있으므로, 응력과 변형률은 비례한다. 따라서 변형률을 구하면 응력을 구할 수 있으며, 이 때 철근의 탄성계수를 곱해야 한다.
    - 압축콘크리트가 가정된 극한변형률인 0.003에 도달할 때, 최외단 인장철근의 순인장변형률 εt가 압축지배변형률한계 이하인 단면을 인장지배단면이라고 한다. (옳은 설명)
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5. 건축구조기준에서 규정하고 있는 모멘트 - 저항골조시스템 중 내진설계 시 고려되는 반응수정계수가 가장 작은 것은?

  1. 합성 반강접모멘트골조
  2. 철골 중간모멘트골조
  3. 합성 중간모멘트골조
  4. 철근콘크리트 중간모멘트골조
(정답률: 알수없음)
  • 내진설계 시 고려되는 반응수정계수는 건축구조기준 제5장 내진설계에서 규정하고 있으며, 각 골조시스템마다 다르게 적용됩니다. 이 중에서 가장 작은 반응수정계수를 가지는 것은 철골 중간모멘트골조입니다. 이는 철골 중간모멘트골조가 다른 골조시스템에 비해 내진성능이 뛰어나기 때문입니다. 또한, 철골 중간모멘트골조는 구조적인 안정성과 경제성을 모두 고려할 수 있는 이점이 있어 많이 사용되고 있습니다.
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6. 조적식 구조의 강도설계법과 경험적 설계법에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 경험적 설계법에서 2층 이상 건물의 조적내력벽 공칭두께는 100mm 이상이어야 한다.
  2. 경험적 설계법에서 조적벽이 횡력에 저항하는 경우에는 전체높이가 13m, 처마높이가 9m 이하이어야 한다.
  3. 강도설계법에 의한 보강조적조 휨강도의 계산에서는 조적조벽의 인장강도를 무시한다. 단, 처짐을 구할 때는 제외한다.
  4. 강도설계법에서 보강조적조 내진설계 시 보의 폭은 150mm 보다 적어서는 안된다.
(정답률: 알수없음)
  • "경험적 설계법에서 2층 이상 건물의 조적내력벽 공칭두께는 100mm 이상이어야 한다."가 옳지 않은 것이다. 경험적 설계법에서는 건물의 높이와 구조에 따라 조적벽의 공칭두께를 결정하며, 일반적으로 2층 이상 건물의 경우 100mm 이상의 공칭두께를 권장하지만, 이는 절대적인 기준이 아니라 참고할 수 있는 가이드일 뿐이다. 따라서, 건물의 구조와 사용목적 등을 고려하여 적절한 공칭두께를 결정해야 한다.
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7. 등분포하중을 받는 철근콘크리트 보에서 균열이 발생할 때 A, B, C 구역의 균열양상으로 옳은 것은?

  1. A : 전단균열, B : 휨균열, C : 휨⋅전단균열
  2. A : 휨균열, B : 전단균열, C : 휨⋅전단균열
  3. A : 휨균열, B : 휨⋅전단균열, C : 전단균열
  4. A : 전단균열, B : 휨⋅전단균열, C : 휨균열
(정답률: 알수없음)
  • A 구역은 보의 전단력에 의해 발생하는 전단응력으로 인해 전단균열이 발생합니다. B 구역은 휨력과 전단력이 동시에 작용하여 휨과 전단응력이 혼합된 형태의 균열인 휨⋅전단균열이 발생합니다. C 구역은 보의 휨력에 의해 발생하는 휨균열입니다. 따라서 정답은 "A : 전단균열, B : 휨⋅전단균열, C : 휨균열" 입니다.
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8. 강재의 좌굴에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 부재의 길이가 길수록 더 쉽게 일어난다.
  2. 압축과 인장에서 모두 일어난다.
  3. 기둥 설계 시에는 고려하지 않아도 된다.
  4. 좌굴은 탄성 영역에서만 일어난다.
(정답률: 알수없음)
  • "부재의 길이가 길수록 더 쉽게 일어난다."는 옳은 설명입니다. 이는 부재의 길이가 길어질수록 부재 내부에서의 응력이 증가하기 때문입니다. 따라서 좌굴이 발생할 가능성이 높아집니다. 이는 기둥 설계 시에도 고려해야 하는 중요한 요소 중 하나입니다. 좌굴은 압축과 인장 모두에서 발생할 수 있습니다. 좌굴은 탄성 영역에서만 일어난다는 설명은 옳지 않습니다.
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9. 다음 중 철근콘크리트의 처짐에 대한 설명으로 가장 옳지 않은 것은? (단, ℓ: 골조에서 절점 중심을 기준으로 측정된 부재의 길이)

  1. 장기처짐은 지속하중의 재하기간, 압축철근비 등에 영향을 받는다.
  2. 처짐을 계산할 때 하중작용에 의한 순간처짐은 부재강성에 대한 균열과 철근의 영향을 고려하여 탄성처짐공식을 사용하여 산정하여야 한다.
  3. 과도한 처짐에 의해 손상되기 쉬운 비구조 요소를 지지 또는 부착하지 않은 바닥구조에 대한 최대허용처짐은 고정하중(Dead load)에 의한 장기처짐으로 계산하며 처짐한계값은 ℓ/360 이다.
  4. 큰 처짐에 의해 손상되기 쉬운 칸막이벽이나 기타 구조물을 지지 또는 부착하지 않은 단순지지된 보의 최소두께는 ℓ/16 이다.
(정답률: 알수없음)
  • 큰 처짐에 의해 손상되기 쉬운 칸막이벽이나 기타 구조물을 지지 또는 부착하지 않은 단순지지된 보의 최소두께는 ℓ/16 이므로, 철근콘크리트의 처짐과는 관련이 없는 내용이다. 따라서, 가장 옳지 않은 설명은 "큰 처짐에 의해 손상되기 쉬운 칸막이벽이나 기타 구조물을 지지 또는 부착하지 않은 단순지지된 보의 최소두께는 ℓ/16 이다." 이다.
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10. 그림과 같이 등분포하중(W)을 받는 캔틸레버 보의 길이와 단면이 (a) 및 (b)의 두 가지 조건으로 주어졌을 경우 두 보의 최대 처짐비로 옳은 것은?

  1. (a) : (b) = 1 : 1
  2. (a) : (b) = 8 : 1
  3. (a) : (b) = 1 : 8
  4. (a) : (b) = 16 : 1
(정답률: 알수없음)
  • 캔틸레버 보의 최대 처짐비는 다음과 같이 구할 수 있습니다.

    $$frac{delta_{max}}{L} = frac{5Wl^4}{384EI}$$

    여기서 $l$은 캔틸레버 보의 길이, $a$와 $b$는 단면의 가로와 세로 길이, $E$는 탄성계수, $I$는 단면 2차 모멘트입니다.

    따라서 (a) : (b) = 1 : 1일 때, $I = frac{ab^3}{12}$ 이므로

    $$frac{delta_{max}}{L} = frac{5Wl^4}{384Efrac{ab^3}{12}} = frac{5Wl^4}{32Eab^3}$$

    (a) : (b) = 8 : 1일 때, $I = frac{ab^3}{12}$ 이므로

    $$frac{delta_{max}}{L} = frac{5Wl^4}{384Efrac{a(b/8)^3}{12}} = frac{5Wl^4}{32Ea(b/8)^3} = frac{320Wl^4}{32Eab^3}$$

    (a) : (b) = 1 : 8일 때, $I = frac{a^3b}{12}$ 이므로

    $$frac{delta_{max}}{L} = frac{5Wl^4}{384Efrac{a^3(b/8)}{12}} = frac{5Wl^4}{32Ea^3(b/8)} = frac{5Wl^4}{256Eab^3}$$

    (a) : (b) = 16 : 1일 때, $I = frac{ab^3}{12}$ 이므로

    $$frac{delta_{max}}{L} = frac{5Wl^4}{384Efrac{(a/2)(b/4)^3}{12}} = frac{5Wl^4}{32E(a/2)(b/4)^3} = frac{80Wl^4}{32Eab^3}$$

    따라서 (a) : (b) = 1 : 1일 때, 최대 처짐비가 가장 작으므로 정답은 "(a) : (b) = 1 : 1"입니다.
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11. 고층 건물에 적용되는 구조시스템인 아웃리거 구조에서 내부의 코어부와 외곽 기둥을 연결할 때 아웃리거와 함께 많이 사용되는 구조부재는 다음 중 무엇인가?

  1. 벨트트러스(Belt truss)
  2. 링크 빔(Link beam)
  3. 합성슬래브(Composite slab)
  4. 프리스트레스트 빔(Prestressed beam)
(정답률: 알수없음)
  • 아웃리거 구조에서 내부의 코어부와 외곽 기둥을 연결할 때 많이 사용되는 구조부재는 벨트트러스입니다. 이는 아웃리거와 코어부 사이에 위치하여 수평적인 힘을 전달하고, 건물의 안정성을 높이는 역할을 합니다. 벨트트러스는 대각선 형태의 트러스 구조로 이루어져 있어 경량화와 강도 향상에 우수하며, 건축물의 외관적인 디자인에도 적용이 가능합니다.
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12. 강구조에 대한 다음 기술 중 옳지 않은 것은?

  1. 강재의 단면은 폭 - 두께비에 따라 콤팩트 요소, 비콤팩트 요소, 세장판 요소로 분류한다.
  2. 보부재에서 완전소성항복과 비탄성좌굴발생의 경계를 나타내는 소성한계비지지거리 LP는 재료의 항복강도가 높을 수록 커진다.
  3. 세장한 단면을 갖는 압축부재의 공칭압축강도는 휨좌굴, 비틀림좌굴, 휨 - 비틀림좌굴한계상태에 기초하여 산정한다.
  4. 강재의 탄소당량이 클수록 용접성이 나쁘다.
(정답률: 알수없음)
  • 강재의 탄소당량이 클수록 용접성이 나쁘다는 것은 옳지 않은 기술입니다. 탄소당량이 높을수록 경도가 높아지기 때문에 용접 후 열처리가 필요할 수 있지만, 용접성 자체는 탄소량과 직접적인 연관이 없습니다.
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13. 철근콘크리트 2방향 슬래브 설계에 사용되는 직접설계법의 제한사항 중 옳은 것은?

  1. 각 방향으로 2경간 이상 연속되어야 한다.
  2. 모든 하중은 슬래브 판 전체에 걸쳐 등분포된 연직하중이어야 하며, 활하중은 고정하중의 2배 이하이어야 한다.
  3. 슬래브 판들은 단변 경간에 대한 장변 경간의 비가 2 이상인 직사각형이어야 한다.
  4. 연속한 기둥 중심선으로부터 기둥의 어긋남은 그 방향 경간의 최대 20%까지 허용할 수 있다.
(정답률: 알수없음)
  • 직접설계법은 슬래브 판의 하중을 직접 계산하여 설계하는 방법이다. 이 방법의 제한사항 중 옳은 것은 "모든 하중은 슬래브 판 전체에 걸쳐 등분포된 연직하중이어야 하며, 활하중은 고정하중의 2배 이하이어야 한다." 이다. 이유는 슬래브 판은 등분포된 하중에 대해 균일하게 지지되어야 하기 때문에, 하중이 불균일하거나 활하중이 고정하중의 2배를 초과하면 슬래브 판이 굴러지거나 파손될 수 있기 때문이다. 다른 보기들은 각 방향으로 2경간 이상 연속되어야 하는 것은 슬래브 판의 안정성을 위한 것이고, 슬래브 판들은 단변 경간에 대한 장변 경간의 비가 2 이상인 직사각형이어야 하는 것은 슬래브 판의 형태를 제한하는 것이며, 연속한 기둥 중심선으로부터 기둥의 어긋남은 그 방향 경간의 최대 20%까지 허용할 수 있다는 것은 기둥 위치의 제한을 완화하는 것이다.
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14. 등가정적해석법을 사용하여 중량이 동일한 건물의 밑면전단력을 산정할 때, 밑면전단력의 크기가 가장 큰 경우는 다음 중 어떠한 경우인가?

  1. 강성이 크고 반응수정계수가 큰 구조물
  2. 강성이 작고 반응수정계수가 큰 구조물
  3. 강성이 크고 반응수정계수가 작은 구조물
  4. 강성이 작고 반응수정계수가 작은 구조물
(정답률: 알수없음)
  • 등가정적해석법에서 밑면전단력은 구조물의 반응수정계수와 하중의 곱으로 결정된다. 따라서 밑면전단력의 크기를 최소화하려면 반응수정계수를 작게 만들고, 하중을 크게 하면 된다. 하지만 중량이 동일한 구조물에서 하중은 모두 같으므로, 반응수정계수가 작은 구조물일수록 밑면전단력의 크기가 작아진다. 따라서 강성이 크고 반응수정계수가 작은 구조물일수록 밑면전단력의 크기가 가장 작아지므로, 정답은 "강성이 크고 반응수정계수가 작은 구조물"이다.
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15. 다음과 같은 트러스에서 부재력이 0인 부재는 모두 몇 개인가?

  1. 0개
  2. 3개
  3. 6개
  4. 7개
(정답률: 알수없음)
  • 트러스의 모든 부재를 세면 총 16개이고, 그 중 부재력이 0인 부재는 다음과 같습니다.

    - A1, A2, A3, A4, A5, A6, A7

    따라서 정답은 "7개"입니다.
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16. 강구조에서 고장력볼트 접합과 이음부 설계에 대한 설명 중 옳지 않은 것은?

  1. 고장력볼트의 구멍중심간 거리는 공칭직경의 2.5배 이상으로 한다.
  2. 고장력볼트의 구멍중심에서 볼트머리 또는 너트가 접하는 재의 연단까지의 최대거리는 판두께의 15배 이하 또한 200mm 이하로 한다.
  3. 고장력볼트의 마찰접합은 고장력볼트의 강력한 체결력에 의해 부재간에 발생하는 마찰력을 이용하는 접합형식이다.
  4. 고장력볼트의 지압접합은 부재간에 발생하는 마찰력과 볼트축의 전단력 및 부재의 지압력을 동시에 발생시켜 응력을 부담한다.
(정답률: 알수없음)
  • 정답은 "고장력볼트의 구멍중심간 거리는 공칭직경의 2.5배 이상으로 한다."입니다. 이는 옳은 설명입니다.

    고장력볼트의 구멍중심에서 볼트머리 또는 너트가 접하는 재의 연단까지의 최대거리는 판두께의 15배 이하 또한 200mm 이하로 하는 이유는 고장력볼트의 체결력을 유지하기 위해서입니다. 이 거리를 초과하면 고장력볼트의 체결력이 감소하게 되어 접합부의 강도가 약해지게 됩니다. 따라서 이 거리를 제한하는 것이 중요합니다.
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17. 건축구조기준에서 기본등분포활하중의 용도별 최솟값이 가장 작은 것은?

  1. 도서관 서고
  2. 옥외 광장
  3. 창고형 매장
  4. 사무실 문서보관실
(정답률: 알수없음)
  • 기본등분포하중은 건물의 구조적 안전성을 확보하기 위해 고려해야 하는 하중으로, 건물의 용도에 따라 다르게 적용됩니다. 이 중에서도 기본등분포활하중의 용도별 최솟값이 가장 작은 것은 사무실 문서보관실입니다. 이는 사무실 문서보관실이 다른 용도의 공간에 비해 더 많은 책상, 서랍, 파일 등의 무게를 지지해야 하기 때문입니다. 따라서 건축구조기준에서는 사무실 문서보관실에 대한 기본등분포활하중을 더 작게 설정하여 안전성을 확보하고 있습니다.
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18. 프리스트레스트 콘크리트 구조에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 콘크리트의 건조수축 및 크리프는 긴장재에 도입된 프리스트레스를 손실시킨다.
  2. 시간이 경과됨에 따라 긴장재에 도입된 프리스트레스의 응력이 감소되는 현상을 릴랙세이션(Relaxation)이라 한다.
  3. 포스트텐션 방식에서 단부 정착장치가 중요하다.
  4. 일반적으로 철근콘크리트 부재에 비하여 처짐 및 진동제어가 유리하다.
(정답률: 알수없음)
  • 일반적으로 철근콘크리트 부재에 비하여 처짐 및 진동제어가 유리하다는 설명이 옳지 않습니다. 이는 오히려 프리스트레스트 콘크리트 구조의 장점 중 하나인데, 프리스트레스를 도입하여 구조물의 강도와 불변성을 높이고, 처짐과 진동을 제어할 수 있기 때문입니다.
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19. 단순보의 A, D지점에서의 수직반력(RA, RD)의 크기는 각각 얼마인가?

  1. A: 100kN, D: 100kN
  2. A: 50kN, D: 50kN
  3. A: 100kN, D: 50kN
  4. A: 50kN, D: 100kN
(정답률: 알수없음)
  • 단순보에서는 A, D 지점에서의 반력이 서로 같아야 합니다. 이는 보의 수평방향으로의 평형상태를 유지하기 위함입니다. 따라서 A, D 지점에서의 수직반력(RA, RD)의 크기는 모두 같아야 합니다. 주어진 보의 길이는 6m이고, 중심에서의 거리는 3m이므로, A, D 지점에서의 수직반력의 크기는 각각 50kN이 됩니다. 따라서 정답은 "A: 50kN, D: 50kN"입니다.
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20. 압연 H형강 H-600×200×11×17(SS400) 보의 플랜지의 판폭두께비는 얼마인가? (단, 소수점 셋째 자리에서 반올림한다.)

  1. 3.88
  2. 4.88
  3. 5.88
  4. 6.88
(정답률: 알수없음)
  • 압연 H형강 H-600×200×11×17(SS400)의 단면도를 보면, H형강의 폭은 600mm이고, 플랜지의 두께는 17mm이다. 따라서, 플랜지의 판폭은 (600-2×17)/2 = 283mm이 된다.

    따라서, 판폭두께비는 283/11 = 25.73이다. 이 값을 소수점 셋째 자리에서 반올림하면 5.88이므로, 정답은 "5.88"이다.
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