9급 지방직 공무원 서울시 건축구조 필기 기출문제복원 (2018-03-24)

9급 지방직 공무원 서울시 건축구조
(2018-03-24 기출문제)

목록

1. 철근콘크리트구조의 극한강도설계법에서 강도감소계수를 사용하는 이유로 가장 옳지 않은 것은?

  1. 부정확한 부재강도 계산식에 대한 여유 확보
  2. 구조물에서 구조부재가 차지하는 부재의 중요도 반영
  3. 구조물에 작용하는 하중의 불확실성에 대한 여유 확보
  4. 주어진 하중조건에 대한 부재의 연성능력과 신뢰도 확보
(정답률: 55%)
  • 강도감소계수는 구조물에 작용하는 하중의 불확실성에 대한 여유 확보를 위해 사용됩니다. 즉, 실제로 구조물에 작용하는 하중이 설계 시 고려한 하중보다 크거나 작을 수 있기 때문에 이를 고려하여 강도감소계수를 적용하여 구조물의 안전성을 보장합니다. 따라서 "부정확한 부재강도 계산식에 대한 여유 확보", "구조물에서 구조부재가 차지하는 부재의 중요도 반영", "주어진 하중조건에 대한 부재의 연성능력과 신뢰도 확보" 모두 강도감소계수를 사용하는 이유가 될 수 있습니다.
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2. 건물에 작용하는 하중에 관한 설명으로 가장 옳지 않은 것은?

  1. 풍하중에서 설계속도압은 공기밀도와 설계풍속의 제곱에 비례한다.
  2. 기본지상적설하중은 재현기간 100년에 대한 수직 최심적설깊이를 기준으로 한다.
  3. 구조물의 반응수정계수가 클수록 구조물에 작용하는 지진하중은 증가한다.
  4. 지붕층을 제외한 일반층의 기본등분포활하중은 부재의 영향면적이 36m2 이상일 경우 저감할 수 있다.
(정답률: 알수없음)
  • "구조물의 반응수정계수가 클수록 구조물에 작용하는 지진하중은 증가한다."는 옳은 설명입니다. 이는 반응수정계수가 크다는 것은 구조물이 지진 등의 외부하중에 더 큰 반응을 보인다는 것을 의미하기 때문입니다. 따라서 지진 등의 하중이 클수록 구조물의 안전성을 고려하여 반응수정계수를 크게 설정하는 것이 일반적입니다.
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3. 기초 및 지반에 관한 설명으로 가장 옳지 않은 것은?

  1. 점토질 지반은 강한 점착력으로 흙의 이동이 없고 기초 주변의 지반반력이 중심부에서의 지반반력보다 크다.
  2. 샌드드레인 공법은 모래질 지반에 사용하는 지반개량 공법으로, 모래의 압밀침하현상을 이용하여 물을 제거하는 공법이다.
  3. 슬러리월 공법은 가설 흙막이벽뿐만 아니라 영구적인 구조 벽체로 사용할 수 있다.
  4. 평판재하시험은 지름 300mm의 재하판에 지반의 극한 지지력 또는 예상장기설계하중의 3배를 최대 재하하중으로 지내력을 측정한다.
(정답률: 70%)
  • "슬러리월 공법은 가설 흙막이벽뿐만 아니라 영구적인 구조 벽체로 사용할 수 있다."가 가장 옳지 않은 설명입니다. 슬러리월 공법은 일시적인 지반강화를 위한 것으로, 영구적인 구조 벽체로 사용할 수는 없습니다.
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4. <보기>와 같이 동일한 재료로 만들어진 변단면 구조물이 100N의 인장력을 받아 1mm 늘어났을 때, 이 구조물을 이루는 재료의 탄성계수는? (단, 괄호 안의 값은 단면적이다.)

  1. 5,000N/mm2
  2. 10,000N/mm2
  3. 15,000N/mm2
  4. 20,000N/mm2
(정답률: 알수없음)
  • 탄성계수는 재료의 강성을 나타내는 값으로, 단위 면적당 인장력과 변형률의 비율로 정의된다. 이 문제에서는 100N의 인장력을 받아 1mm 늘어났으므로, 단위 면적당 인장력은 100N/mm2이 되고, 변형률은 1/1000이 된다. 따라서 탄성계수는 (100N/mm2) / (1/1000) = 100,000N/mm2이 된다. 하지만 이 구조물은 단면적이 6mm2이므로, 탄성계수는 100,000N/mm2 / 6mm2 = 16,666.67N/mm2이 된다. 따라서 가장 가까운 값인 "15,000N/mm2"이 정답이 된다.
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5. 철근콘크리트 구조물의 철근배근에 관한 설명으로 가장 옳은 것은?

  1. 기둥에서 철근의 피복 두께는 40mm 이상으로 하며, 주근비는 1% 이상 6% 이하로 한다.
  2. 보에서 주근의 순간격은 25mm 이상이고 주근 공칭지름의 1.5배 이상이며 굵은골재 최대치수의 4/3배 이상으로 하여야 한다.
  3. 기둥에서 나선철근의 중심간격은 25mm 이상 75mm이하로 한다.
  4. 보에서 깊이 h가 900mm 를 초과하는 경우, 보의 양 측면에 인장연단으로부터 h/2 위치까지 표피철근을 길이 방향으로 배근한다.
(정답률: 알수없음)
  • 보의 깊이가 900mm를 초과하는 경우, 보의 양 측면에 인장연단으로부터 h/2 위치까지 표피철근을 길이 방향으로 배근하는 이유는 보의 중앙부분이 인장력이 가장 큰 영역이기 때문입니다. 따라서 인장력에 대한 보의 내구성을 높이기 위해 중앙부분에 표피철근을 배근하여 보의 내구성을 높이는 것입니다.
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6. 「건축구조기준(KBC2016)」에 따른 철골부재의 이음부 설계 세칙에 대한 설명으로 가장 옳지 않은 것은?

  1. 응력을 전달하는 필릿용접 이음부의 길이는 필릿 사이즈의 10배 이상이며, 또한 30mm 이상이다.
  2. 겹침길이는 얇은 쪽 판 두께의 5배 이상이며, 또한 25mm 이상 겹치게 한다.
  3. 응력을 전달하는 겹침이음은 2열 이상의 필릿용접을 원칙으로 한다.
  4. 고장력볼트의 구멍 중심 간 거리는 공칭직경의 1.5배 이상으로 한다.
(정답률: 알수없음)
  • "응력을 전달하는 필릿용접 이음부의 길이는 필릿 사이즈의 10배 이상이며, 또한 30mm 이상이다."가 옳지 않은 것입니다. 이는 "응력을 전달하는 필릿용접 이음부의 길이는 필릿 사이즈의 4배 이상이며, 또한 20mm 이상이다."로 수정되었습니다.

    고장력볼트의 구멍 중심 간 거리는 공칭직경의 1.5배 이상으로 하는 이유는 고장력볼트가 전달하는 하중이 크기 때문입니다. 이를 위해 구멍 중심 간 거리를 넉넉하게 확보하여 볼트의 강도를 유지하고, 부재의 파손을 방지합니다.
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7. 건축구조물의 기초를 선정할 때, 상부 건물의 구조와 지반 상태를 고려하여 적절히 선정하여야 한다. 기초선정과 관련된 설명으로 가장 옳지 않은 것은?

  1. 연속기초(wall footing)는 상부하중이 편심되게 작용하는 경우에 적합하다.
  2. 온통기초(mat footing)는 지반의 지내력이 약한 곳에서 적합하다.
  3. 복합기초(combined footing)는 외부기둥이 대지 경계선에 가까이 있을 때나 기둥이 서로 가까이 있을 때 적합하다.
  4. 독립기초(isolated footing)는 지반이 비교적 견고하거나 상부하중이 작을 때 적합하다.
(정답률: 37%)
  • 온통기초(mat footing)는 지반의 지내력이 약한 곳에서 적합하다는 설명이 옳지 않습니다. 온통기초는 넓은 면적을 지지하기 때문에 지반의 지내력이 강한 곳에서 사용하는 것이 적합합니다. 따라서, 옳지 않은 설명은 "온통기초(mat footing)는 지반의 지내력이 약한 곳에서 적합하다." 입니다.

    연속기초(wall footing)는 상부하중이 편심되게 작용하는 경우에 적합합니다. 이는 기둥이 중앙이 아닌 한쪽에 위치하거나, 상부 구조물의 무게 중심이 중앙이 아닌 경우 등이 해당됩니다. 연속기초는 기둥들을 연결하여 하나의 큰 기초로 만들기 때문에, 상부하중이 편심되게 작용해도 안정적으로 지지할 수 있습니다.
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8. 프리스트레스트 콘크리트구조의 프리텐션공법에서 긴장재의 응력손실 원인이 아닌 것은?

  1. 긴장재와 덕트(시스) 사이의 마찰
  2. 콘크리트의 크리프
  3. 긴장재 응력의 이완(relaxation)
  4. 콘크리트의 탄성수축
(정답률: 알수없음)
  • 긴장재와 덕트(시스) 사이의 마찰은 응력손실의 원인이 아닙니다. 이는 긴장재와 덕트(시스) 사이의 접합력으로 인해 발생하는 것으로, 마찰력이 증가하면 긴장재의 이동이 어려워지므로 오히려 응력손실을 감소시키는 역할을 합니다. 따라서 정답은 "긴장재와 덕트(시스) 사이의 마찰"입니다.
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9. 철근콘크리트구조에서 전단마찰설계에 대한 설명으로 가장 옳지 않은 것은?

  1. 전단마찰철근이 전단력 전달면에 수직한 경우 공칭전단강도 Vn=Avffyμ로 산정한다.
  2. 보통중량콘크리트의 경우 일부러 거칠게 하지 않은 굳은 콘크리트와 새로 친 콘크리트 사이의 마찰계수는 0.6으로 한다.
  3. 전단마찰철근은 굳은 콘크리트와 새로 친 콘크리트 양쪽에 설계기준항복강도를 발휘할 수 있도록 정착시켜야 한다.
  4. 전단마찰철근의 설계기준항복강도는 600MPa 이하로 한다.
(정답률: 37%)
  • 전단마찰철근의 설계기준항복강도를 600MPa 이하로 하는 이유는, 고강도 철근을 사용할 경우 콘크리트의 파괴가 일어날 때 철근이 끊어지는 것이 아니라 콘크리트가 파쇄되는 경우가 많기 때문이다. 따라서 고강도 철근을 사용할 경우 콘크리트의 파괴 형태가 전단마찰에 적합하지 않아 설계기준항복강도를 600MPa 이하로 한다.
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10. 철골구조에서 설계강도를 계산할 때 저항계수의 값이 다른 것은?

  1. 볼트 구멍의 설계지압강도
  2. 압축재의 설계압축강도
  3. 인장재의 인장파단 시 설계인장강도
  4. 인장재의 블록전단강도
(정답률: 알수없음)
  • 철골구조에서 설계강도를 계산할 때 저항계수는 각 재료의 특성을 고려하여 결정됩니다. 따라서 저항계수의 값이 다른 것은 각 재료의 특성이 다르기 때문입니다.

    압축재의 설계압축강도는 철골구조에서 가장 중요한 설계강도 중 하나입니다. 이는 건물의 무게를 지탱하는 기둥 등의 구조물에서 발생하는 압축력을 견딜 수 있는 강도를 의미합니다. 따라서 압축재의 설계압축강도가 충분하지 않으면 구조물이 무너질 수 있으므로 이를 고려하여 저항계수를 결정합니다.
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11. <보기>와 같이 양단 단순지지 보에서 최대 휨모멘트가 발생 하는 지점이 지점 A로부터 x만큼 떨어진 곳에 있을 때 x의 값은?

  1. 1.54m
  2. 2.65m
  3. 3.75m
  4. 4.65m
(정답률: 알수없음)
  • 이 문제는 최대 휨모멘트가 발생하는 지점을 찾는 문제입니다. 최대 휨모멘트가 발생하는 지점은 보의 중심에서 가장 먼 지점입니다. 따라서, 보의 중심을 찾아야 합니다.

    보의 중심을 찾기 위해서는 보의 무게 중심을 찾아야 합니다. 보의 무게 중심은 보의 길이 중심에서 중량이 균등하게 분포되어 있는 지점입니다. 이 보의 경우, 길이가 6m이므로 중심은 3m 지점입니다.

    따라서, 최대 휨모멘트가 발생하는 지점은 중심에서 가장 먼 지점인 A로부터 x만큼 떨어진 곳입니다. 이 때, x의 값은 중심에서 A까지의 거리인 1.5m와 A에서 최대 휨모멘트가 발생하는 지점까지의 거리인 2.25m를 더한 값인 3.75m가 됩니다. 따라서, 정답은 "3.75m"입니다.
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12. 강구조 접합에서 용접과 볼트의 병용에 대한 설명으로 가장 옳지 않은 것은?

  1. 신축 구조물의 경우 인장을 받는 접합에서는 용접이 전체 하중을 부담한다.
  2. 신축 구조물에서 전단접합 시 표준구멍 또는 하중 방향에 수직인 단슬롯구멍이 사용된 경우, 볼트와 하중 방향에 평행한 필릿용접이 하중을 각각 분담할 수 있다.
  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. 높이가 38m 이상인 다층구조물의 기둥이음부에서는 볼트가 설계하중의 25%까지만 부담할 수 있다.
(정답률: 37%)
  • "높이가 38m 이상인 다층구조물의 기둥이음부에서는 볼트가 설계하중의 25%까지만 부담할 수 있다."가 가장 옳지 않은 설명입니다. 이유는 높이가 38m 이상인 다층구조물의 기둥이음부에서는 볼트와 용접 모두 설계하중을 분담할 수 있으며, 볼트가 부담할 수 있는 하중은 설계상 조건에 따라 다릅니다. 따라서 이 설명은 부적절하고 오류가 있습니다.
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13. 지진에 저항하는 구조물을 설계할 때, 지반과 구조물을 분리함으로써 지진동이 지반으로부터 구조물에 최소한으로 전달되도록 하여 수평진동을 감소시키는 건축구조기술에 해당하는 것은?

  1. 면진구조
  2. 내진구조
  3. 복합구조
  4. 제진구조
(정답률: 60%)
  • 면진구조는 지진에 저항하는 구조물을 설계할 때, 지반과 구조물을 분리함으로써 지진동이 지반으로부터 구조물에 최소한으로 전달되도록 하여 수평진동을 감소시키는 건축구조기술입니다. 따라서, 이 문제에서 정답은 "면진구조"입니다.
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14. 철근콘크리트구조에서 철근의 정착 및 이음에 관한 설명으로 가장 옳지 않은 것은?

  1. 보에서 상부철근의 정착길이가 하부철근의 정착길이보다 길다.
  2. 압축을 받는 철근의 정착길이가 부족할 경우 철근 단부에 표준갈고리를 설치하여 정착길이를 줄일 수 있다.
  3. 겹침이음의 경우 철근의 순간격은 겹침이음길이의 1/5 이하이며, 또한 150mm 이하이어야 한다.
  4. 연속부재의 받침부에서 부모멘트에 배치된 인장철근 중 1/3 이상은 변곡점을 지나 부재의 유효깊이, 주근 공칭지름의 12배 또는 순경간의 1/16 중 큰 값 이상의 묻힘길이를 확보하여야 한다.
(정답률: 알수없음)
  • 압축을 받는 철근의 정착길이가 부족할 경우 철근 단부에 표준갈고리를 설치하여 정착길이를 줄일 수 있다는 설명이 옳지 않습니다. 표준갈고리는 철근의 단부에 부착되어 철근이 벽체 내부에서 이동하지 않도록 고정하는 역할을 합니다. 따라서 표준갈고리를 설치하면 오히려 정착길이가 더 길어질 수 있습니다.
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15. <보기>와 같은 원형 독립기초에 축력 N=50kN, 휨모멘트 M=20kN · m가 작용할 때, 기초바닥과 지반 사이에 접지압으로 압축반력만 생기게 하기 위한 최소 지름(D)은?

  1. 1.2m
  2. 2.4m
  3. 3.2m
  4. 4.0m
(정답률: 19%)
  • 원형 독립기초의 접지압은 다음과 같이 구할 수 있습니다.

    P = N / (πD^2/4)

    여기서 P는 접지압, N은 축력, D는 지름입니다.

    문제에서 접지압으로 압축반력만 생기게 하려면 P = N / (πD^2/4) ≥ 1.0 이어야 합니다.

    따라서,

    D ≤ √(4N/π) = √(4×50,000/π) ≈ 3.2m

    따라서 최소 지름은 3.2m입니다.
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16. KS D3529에 따른 두께 16mm SMA400CP 강재에 대한 설명으로 가장 옳지 않은 것은?

  1. 용접구조용 강재이다.
  2. 항복강도는 235MPa이다.
  3. 일반구조용 강재에 비해 대기 중에서 부식에 대한 저항성이 우수하다.
  4. 샤르피 흡수에너지가 가장 낮은 등급이다.
(정답률: 알수없음)
  • "샤르피 흡수에너지가 가장 낮은 등급이다."는 옳지 않은 설명입니다. SMA400CP 강재는 KS D3529에 따른 두께 16mm 용접구조용 강재이며, 항복강도는 235MPa이며, 일반구조용 강재에 비해 대기 중에서 부식에 대한 저항성이 우수합니다. 하지만 샤르피 흡수에너지가 가장 낮은 등급은 아닙니다. 샤르피 흡수에너지는 강재의 내구성을 나타내는 지표 중 하나이며, SMA400CP 강재는 이 지표에서 어느 정도의 성능을 보입니다.
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17. <보기>와 같은 단면을 갖는 캔틸레버 보에 작용할 수 있는 최대 등분포하중(W)은? (단, 내민길이 l=4m, 허용전단응력 fs=2MPa이고 휨모멘트에 대해서는 충분히 안전한 것으로 가정한다.)

  1. 20.00kN/m
  2. 22.50kN/m
  3. 25.00kN/m
  4. 27.50kN/m
(정답률: 알수없음)
  • 캔틸레버 보에 작용하는 최대 등분포하중(W)은 내민 길이 l과 허용전단응력 fs에 의해 결정된다.

    먼저, 내민 길이 l=4m이 주어졌으므로, 캔틸레버 보의 양 끝에서의 반력은 모두 같은 크기가 되어야 한다. 따라서, 캔틸레버 보의 중심에서부터 왼쪽으로 2m 지점에서의 반력은 오른쪽으로 2m 지점에서의 반력과 같은 크기가 되어야 한다.

    그리고, 허용전단응력 fs=2MPa이므로, 캔틸레버 보의 최대 전단력은 다음과 같다.

    Vmax = fs x A

    여기서 A는 캔틸레버 보의 단면적이다. 보기에서 주어진 단면은 직사각형 단면이므로, A = b x h = 200mm x 400mm = 0.08m2 이다. 따라서,

    Vmax = 2MPa x 0.08m2 = 0.16MN

    마지막으로, 캔틸레버 보의 최대 등분포하중(W)은 최대 전단력 Vmax에 내민 길이 l을 나눈 값과 같다.

    Wmax = Vmax / l = 0.16MN / 4m = 40kN/m

    하지만, 문제에서는 "휨모멘트에 대해서는 충분히 안전한 것으로 가정한다"고 하였으므로, 실제 최대 등분포하중은 이 값보다 작을 것이다. 따라서, 보기 중에서 가장 작은 값인 "20.00kN/m"이 정답이 된다.
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18. 철근콘크리트 구조 설계에서 보의 휨모멘트 계산을 위한 압축응력 등가블록깊이 계산 시 사용되는 설계변수가 아닌 것은?

  1. 보의 폭
  2. 콘크리트 탄성계수
  3. 인장철근의 설계기준항복강도
  4. 인장철근 단면적
(정답률: 알수없음)
  • 콘크리트 탄성계수는 보의 휨모멘트 계산을 위한 압축응력 등가블록깊이 계산에 사용되지 않습니다. 이는 콘크리트의 탄성에 대한 특성을 나타내는 값으로, 보의 변형량을 계산하는 데 사용됩니다. 따라서 콘크리트 탄성계수는 보의 휨모멘트 계산과는 직접적인 연관이 없습니다.
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19. <보기>와 같이 스팬이 8,000mm이며 간격이 3,000mm인 합성보의 슬래브 유효폭은?

  1. 1,000mm
  2. 2,000mm
  3. 3,000mm
  4. 4,000mm
(정답률: 알수없음)
  • 주어진 합성보의 스팬이 8,000mm이므로, 슬래브의 유효폭은 8,000mm이 됩니다. 하지만 간격이 3,000mm이므로, 슬래브의 중앙에는 간격이 3,000mm인 보가 위치하게 됩니다. 따라서 슬래브의 유효폭은 보의 폭인 1,000mm과 간격의 반인 1,500mm의 합인 2,000mm이 됩니다. 따라서 정답은 "2,000mm"입니다.
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20. 「콘크리트구조기준(2012)」에서는 응력교란영역에 해당하는 구조부재에 스트럿-타이 모델(strut-tie model)을 적용하도록 권장하고 있다. 스트럿-타이 모델을 구성하는 요소에 해당하지 않는 것은?

  1. 절점(node)
  2. 하중경로(load path)
  3. 타이(tie)
  4. 스트럿(strut)
(정답률: 알수없음)
  • 스트럿-타이 모델은 응력교란영역에서 구조부재의 응력과 변형을 설명하는 모델로, 구조부재를 스트럿과 타이로 나누어 각각의 역할을 부여한다. 스트럿은 압축력을 전달하고, 타이는 인장력을 전달한다. 따라서 하중경로(load path)는 스트럿-타이 모델을 구성하는 요소에 해당하지 않는다. 하중경로는 구조부재에 하중이 가해졌을 때, 하중이 전달되는 경로를 의미한다.
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