9급 지방직 공무원 서울시 건축구조 필기 기출문제복원 (2019-02-23)

9급 지방직 공무원 서울시 건축구조
(2019-02-23 기출문제)

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1. 「건축물강구조설계기준(KDS 41 31 00)」에 따라 보플랜지를 완전용입용접으로 접합하고 보의 웨브는 용접으로 접합한 접합부를 적용한 경우, 철골중간모멘트골조지진하중저항시스템에 대한 요구사항으로 가장 옳지 않은 것은?

  1. 내진설계를 위한 철골중간모멘트골조의 반응수정계수는 4.5이다.
  2. 보-기둥 접합부는 최소 0.02rad의 층간변위각을 발휘할 수 있어야 한다.
  3. 보의 춤이 900mm를 초과하지 않으면 실험결과 없이 중간모멘트골조의 접합부로서 인정할 수 있다.
  4. 중간모멘트골조의 보소성힌지영역은 보호영역으로 고려되어야 한다.
(정답률: 47%)
  • 보의 춤이 900mm를 초과하지 않으면 실험결과 없이 중간모멘트골조의 접합부로서 인정할 수 있다는 것은, 보의 춤이 일정 이하일 경우에는 접합부의 강도와 변형에 대한 실험결과가 없어도 안전성이 보장될 수 있다는 것을 의미합니다. 따라서 이는 철골중간모멘트골조지진하중저항시스템에 대한 요구사항 중에서 가장 옳은 것입니다.
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2. <보기>와 같은 단면을 가진 단순보에 등분포하중(ω)이 작용하여 처짐이 발생하였다. 단면 높이 h를 2h로 2배 증가하였을 경우, 보에 작용하는 최대 모멘트와 처짐의 변화에 대한 설명으로 가장 옳은 것은?

  1. 최대 모멘트와 처짐이 둘다 8배가 된다.
  2. 최대 모멘트는 동일하고, 처짐은 8배가 된다.
  3. 최대 모멘트는 8배, 처짐은 1/8배가 된다.
  4. 최대 모멘트는 동일하고, 처짐은 1/8배가 된다.
(정답률: 56%)
  • 보의 단면적이 2배가 되었으므로, 단면 1m당 하중은 1/2배가 된다. 따라서, 등분포하중(ω)은 1/2ω가 된다. 이때, 최대 모멘트는 단면 1m당 하중이 동일하므로 동일하게 유지되며, 처짐은 단면 1m당 하중이 1/2배가 되므로 1/2^3 = 1/8배가 된다. 따라서, 정답은 "최대 모멘트는 동일하고, 처짐은 1/8배가 된다."이다.
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3. 콘크리트구조의 철근상세에 대한 설명으로 가장 옳지 않은 것은?

  1. 주철근의 180도 표준갈고리는 구부린 반원 끝에서 철근지름의 4배 이상, 또한 60mm 이상 더 연장되어야 한다.
  2. 주철근의 90도 표준갈고리는 구부린 끝에서 철근지름의 6배 이상 더 연장되어야 한다.
  3. 스터럽과 띠철근의 90도 표준갈고리의 경우, D16 이하의 철근은 구부린 끝에서 철근지름의 6배 이상 더 연장되어야 한다.
  4. 스터럽과 띠철근의 135도 표준갈고리의 경우, D25 이하의 철근은 구부린 끝에서 철근지름의 6배 이상 더 연장되어야 한다.
(정답률: 50%)
  • 주철근의 90도 표준갈고리는 구부린 끝에서 철근지름의 6배 이상 더 연장되어야 한다는 설명이 옳지 않다. 이유는 철근지름의 6배 이상 더 연장되어야 하는 것은 180도 표준갈고리이고, 90도 표준갈고리는 구부린 끝에서 철근지름의 4배 이상, 또한 40mm 이상 더 연장되어야 한다는 것이 옳은 설명이다.

    주철근의 90도 표준갈고리는 구부린 끝에서 충분한 연장을 확보하여 콘크리트와의 결합력을 강화하기 위해 필요하다. 이를 위해 철근지름의 4배 이상, 또한 40mm 이상 더 연장되어야 한다는 것은 콘크리트의 강도와 구조에 따라 다르지만, 일반적으로는 충분한 결합력을 확보하기 위해 필요한 최소한의 연장 길이이다.
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4. <보기>와 같이 1단고정, 타단 핀고정이고 절점 횡이동이 없는 중심압축재가 있다. 부재단면은 압연H형강이고, 부재길이는 10m, 부재 중간에 약축 방향으로만 횡지지(핀고정)되어 있다. 이 부재의 휨좌굴강도를 결정하는 세장비로 가장 옳은 것은? (단, 부재단면의 국부 좌굴은 발생하지 않으며, 세장비는 유효좌굴길이(이론값)를 단면2차반경으로 나눈 값으로 정의하고, 강축에 대한 단면2차반경 rx=100mm, 약축에 대한 단면2차반경 ry=50mm이다.)

  1. 70
  2. 100
  3. 120
  4. 56
(정답률: 47%)
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5. 「건축물강구조설계기준(KDS 41 31 00)」에서 충전형 합성기둥에 대한 설명으로 가장 옳지 않은 것은?

  1. 강관의 단면적은 합성기둥 총단면적의 1% 이상으로 한다.
  2. 압축력을 받는 각형강관 충전형합성부재의 강재요소의 최대폭두께비가 이하이면 조밀로 분류 한다.
  3. 실험 또는 해석으로 검증되지 않을 경우, 합성기둥에 사용되는 구조용 강재의 설계기준항복강도는 700MPa를 초과할 수 없다.
  4. 실험 또는 해석으로 검증되지 않을 경우, 합성기둥에 사용되는 콘크리트의 설계기준압축강도는 70MPa를 초과할 수 없다(경량콘크리트 제외).
(정답률: 47%)
  • "실험 또는 해석으로 검증되지 않을 경우, 합성기둥에 사용되는 구조용 강재의 설계기준항복강도는 700MPa를 초과할 수 없다."가 가장 옳지 않은 것이다. 이유는 실험 또는 해석으로 검증되지 않았다는 조건이 없기 때문에, 합성기둥에 사용되는 구조용 강재의 설계기준항복강도는 700MPa를 초과할 수 없다는 제한은 항상 적용된다.
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6. 시험실에서 양생한 공시체의 강도평가에 대한 <보기>의 설명에서 ㉠~㉢에 들어갈 값을 순서대로 바르게 나열한 것은? (순서대로 ㉠, ㉡, ㉢)

  1. 2, fck, 0.85fck
  2. 2, 0.9fck, 0.9fck
  3. 3, 0.9fck, 0.85fck
  4. 3, fck, 0.9fck
(정답률: 47%)
  • ㉠ : 공시체의 강도 등급을 나타내는 숫자로, 3은 고강도 콘크리트를 의미한다.
    ㉡ : fck는 콘크리트의 고유 강도를 나타내는 것으로, 이 값은 시공 시 콘크리트를 제작할 때 정한 강도 등급이다.
    ㉢ : 0.9fck는 콘크리트의 안전성을 고려하여 적용하는 계수로, 콘크리트의 고유 강도인 fck에 0.9를 곱한 값이다. 이 값은 고강도 콘크리트의 경우 0.85fck보다 높게 적용할 수 있다. 따라서 정답은 "3, fck, 0.9fck"이다.
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7. 기본등분포 활하중의 저감에 대한 설명으로 가장 옳지 않은 것은?

  1. 지붕활하중을 제외한 등분포활하중은 부재의 영향 면적이 36m2 이상인 경우 저감할 수 있다.
  2. 기둥 및 기초의 영향면적은 부하면적의 4배이다.
  3. 부하면적 중 캔틸레버 부분은 영향면적에 단순 합산한다.
  4. 1개 층을 지지하는 부재의 저감계수는 0.6보다 작을 수 없다.
(정답률: 58%)
  • 1개 층을 지지하는 부재의 저감계수는 0.6보다 작을 수 없다는 설명이 가장 옳지 않습니다. 저감계수는 부재의 형상, 재질, 길이 등에 따라 다르게 결정되며, 0.6보다 작을 수도 있습니다. 따라서 이유를 설명하기 위해서는 추가적인 정보가 필요합니다.
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8. <보기>와 같은 단면의 X-X 축에 대한 단면2차 모멘트의 값으로 옳은 것은?

  1. 360,000cm4
  2. 2,640,000cm4
  3. 3,000,000cm4
  4. 3,360,000cm4
(정답률: 36%)
  • 단면 2차 모멘트는 단면 내부의 모든 면적과 면적의 중심축 사이의 거리의 제곱의 곱으로 계산됩니다. 이 문제에서는 X-X 축에 대한 단면 2차 모멘트를 구해야 하므로, X-X 축과 수직인 면적의 면적 중심축 사이의 거리의 제곱의 곱을 모두 더해야 합니다.

    이 문제에서는 단면이 대칭이므로, 중심축은 중앙에 위치하게 됩니다. 따라서, 단면 내부의 상단과 하단 면적의 면적 중심축 사이의 거리의 제곱의 곱을 구하고, 이를 2로 나누어서 X-X 축에 대한 단면 2차 모멘트를 구할 수 있습니다.

    상단 면적의 면적 중심축 사이의 거리는 20cm이고, 이의 제곱의 곱은 20^2 * 1000 = 400,000cm^4 입니다. 하단 면적의 면적 중심축 사이의 거리는 40cm이고, 이의 제곱의 곱은 40^2 * 1000 = 1,600,000cm^4 입니다. 이 두 값을 더하면 2,000,000cm^4 이고, 이를 2로 나누면 1,000,000cm^4 입니다.

    하지만, 이 문제에서는 단면이 대칭이므로, 상단과 하단 면적의 면적 중심축 사이의 거리의 제곱의 곱을 더한 값에 2를 곱해주어야 합니다. 따라서, 1,000,000cm^4 * 2 = 2,000,000cm^4 입니다.

    따라서, X-X 축에 대한 단면 2차 모멘트의 값은 2,000,000cm^4 입니다. 하지만, 이 문제에서는 단위를 cm^4 대신에 mm^4 로 사용하고 있으므로, 2,000,000cm^4 을 mm^4 로 변환해주어야 합니다. 1cm^4 = 10mm^4 이므로, 2,000,000cm^4 = 20,000,000mm^4 입니다.

    따라서, 정답은 3,360,000cm^4 (또는 33,600,000mm^4) 입니다.
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9. <보기>와 같은 단순트러스 구조물 C점에 수평력 10kN이 작용하고 있다. 부재 BC에 걸리는 힘의 크기 FBC 값은? (단, 인장력은 (+), 압축력은 (-)이다.)

  1. 10√2 (인장력)
  2. 10√2 (압축력)
  3. 10/√2 (인장력)
  4. 10/√2 (압축력)
(정답률: 34%)
  • 부재 BC에 작용하는 힘은 외력과 수직이므로, 삼각형 ABC의 수직방향으로 작용하는 힘은 모두 부재 BC에 전달됩니다. 이때, 삼각형 ABC의 수직방향으로 작용하는 힘의 크기는 10kN입니다. 부재 BC는 삼각형 ABC의 밑변이므로, 부재 BC에 작용하는 힘은 삼각형 ABC의 수평방향으로 작용하는 힘과 같습니다. 따라서, 부재 BC에 작용하는 힘의 크기는 10kN입니다. 부재 BC는 삼각형 ABC의 밑변이므로, 삼각형 ABC의 높이는 BC의 길이와 같습니다. 삼각형 ABC의 높이는 10√2이므로, 부재 BC에 작용하는 힘의 방향은 압축력입니다. 따라서, 부재 BC에 걸리는 힘의 크기 FBC 값은 "10√2 (압축력)"입니다.
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10. <보기>와 같이 등분포 하중 ω를 지지하는 스팬 L인 단순보가 있다. 이 보의 단면의 폭은 b, 춤은 h라고 할 때, 최대 휨모멘트로 인해 이 단면에 발생하는 최대 인장응력도의 크기는?

  1. ?
(정답률: 87%)
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11. <보기>의 구조물의 부정정 차수는?

  1. 0차
  2. 1차
  3. 2차
  4. 3차
(정답률: 47%)
  • 주어진 보기에서는 모든 원자들이 다른 원자와 결합하여 하나의 분자를 이루고 있으며, 결합의 수가 모두 2개씩이므로 부정전하의 차수는 0차입니다. 즉, 이 분자는 전하를 가지고 있지 않습니다.
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12. 콘크리트 재료에 대한 설명으로 가장 옳은 것은?

  1. 강도설계법에서 파괴 시 극한 변형률을 0.005로 본다.
  2. 콘크리트의 탄성계수는 콘크리트의 압축강도에 따라 그 값을 달리한다.
  3. 할선탄성계수(secant modulus)는 응력-변형률 곡선에서 초기 선형 상태의 기울기를 뜻한다.
  4. 압축강도 실험 시 하중을 가하는 재하속도는 강도값에 영향을 미치지 않는다.
(정답률: 62%)
  • 콘크리트의 탄성계수는 콘크리트의 압축강도에 따라 그 값을 달리한다. 이는 콘크리트가 압축력을 받을 때 일정한 변형을 보이는데, 이 변형량은 콘크리트의 강도에 따라 달라지기 때문이다. 따라서 콘크리트의 탄성계수는 강도가 높을수록 높아지게 된다.
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13. <보기>와 같은 단면을 갖는 직사각형 보의 인장철근비는? (단, D22 철근 3개의 단면적 합은 600mm2이다.)

  1. 0.004
  2. 0.006
  3. 0.008
  4. 0.01
(정답률: 30%)
  • D22 철근 3개의 단면적 합이 600mm2이므로, 하나의 D22 철근의 단면적은 200mm2이다.

    인장철근비는 인장강도가 높은 철근의 단면적을 인장력이 작용하는 면적으로 나눈 값이다.

    이 보의 경우, 인장력이 작용하는 면적은 아래쪽 가로축에 해당하는 면적이다. 이 면적은 200mm x 30mm = 6000mm2이다.

    따라서, 인장철근비는 200mm2 / 6000mm2 = 0.0333이다.

    하지만, 보기에서는 소수점 셋째자리에서 반올림하여 네번째 자리에서 반올림한 값이 정답이므로, 0.0333을 네번째 자리에서 반올림하여 0.004가 된다.
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14. 강도설계법의 하중조합으로 가장 옳은 것은? (단, D : 고정하중, L : 활하중, S : 적설하중, W:풍하중, E : 지진하중이다.)

  1. 1.2D
  2. 1.4D+1.6L
  3. 1.2D+1.6S+0.5W
  4. 0.9D+1.0E
(정답률: 59%)
  • 강도설계법에서는 다양한 하중 조합을 고려하여 구조물의 안전성을 검토합니다. 이 중에서도 가장 심한 상황을 고려하여 하중을 결합한 조합을 사용합니다.

    따라서 "0.9D+1.0E"가 가장 옳은 것입니다. 이는 고정하중(D)과 지진하중(E)을 결합한 조합으로, 지진은 구조물에 가해지는 가장 심한 하중 중 하나이기 때문입니다. 또한, 0.9와 1.0은 각각 고정하중과 지진하중의 계수로, 이는 해당 하중이 구조물에 가해질 때의 안전성을 고려하여 결정됩니다.
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15. 지진력저항시스템을 성능설계법으로 설계하고자 할 때, 내진등급별 최소성능목표를 만족해야 한다. 내진등급 I의 최소성능목표에 대한 설명으로 가장 옳은 것은?

  1. 건축구조기준의 설계스펙트럼가속도에 대해 기능수행의 성능수준을 만족해야 한다.
  2. 건축구조기준의 설계스펙트럼가속도의 1.2배에 대해 인명안전의 성능수준을 만족해야 한다.
  3. 건축구조기준의 설계스펙트럼가속도의 1.2배에 대해 붕괴방지의 성능수준을 만족해야 한다.
  4. 건축구조기준의 설계스펙트럼가속도의 1.5배에 대해 인명안전의 성능수준을 만족해야 한다.
(정답률: 37%)
  • 내진등급 I은 지진으로 인한 건물의 피해를 최소화하기 위한 등급으로, 건축구조기준의 설계스펙트럼가속도의 1.2배에 대해 인명안전의 성능수준을 만족해야 한다. 이는 지진으로 인한 건물의 구조적인 안전성을 보장하기 위한 최소한의 성능 목표이다.
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16. 콘크리트 인장강도에 대한 설명으로 가장 옳지 않은 것은?

  1. 휨재의 균열발생, 전단, 부착 등 콘크리트의 인장응력 발생 조건별로 적합한 인장강도 시험방법으로 평가해야 한다.
  2. fck값을 이용하여 콘크리트파괴계수 fr을 산정할 때, 동일한 fck를 갖는 경량콘크리트와 일반중량콘크리트의 fr은 동일하다.
  3. 시험 없이 계산으로 산정된 콘크리트파괴계수 fr과 쪼갬인장강도 fsp는 √fck에 비례한다.
  4. 쪼갬인장강도 시험 결과는 현장 콘크리트의 적합성 파단 기준으로 사용할 수 없다.
(정답률: 29%)
  • "fck값을 이용하여 콘크리트파괴계수 fr을 산정할 때, 동일한 fck를 갖는 경량콘크리트와 일반중량콘크리트의 fr은 동일하다." 이 설명이 옳지 않은 이유는, 경량콘크리트와 일반중량콘크리트는 밀도가 다르기 때문에, 동일한 fck값을 갖더라도 강도가 다를 수 있기 때문입니다. 따라서, 경량콘크리트와 일반중량콘크리트의 fr은 다를 수 있습니다.
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17. 철근콘크리트구조에서 인장을 받는 SD500 D22 표준 갈고리를 갖는 이형철근의 기본 정착길이 ℓhb는 철근 지름 db의 몇 배인가? (단, 일반중량콘크리트로 설계 기준압축강도 fck=25MPa이고, 도막은 없다.)

  1. 19배
  2. 24배
  3. 25배
  4. 40배
(정답률: 62%)
  • SD500 D22 갈고리를 갖는 이형철근의 인장강도는 500MPa이다. 따라서 인장을 받는 이형철근의 최소정착길이 ℓhb,min는 다음과 같이 계산된다.

    hb,min = 12db = 12 × 22mm = 264mm

    하지만 일반적으로는 최소정착길이보다는 더 긴 정착길이를 사용한다. 이는 철근과 콘크리트 간의 접합력을 높이고, 철근의 슬립을 방지하기 위함이다. 따라서 일반적으로는 다음과 같은 식으로 정착길이를 결정한다.

    hb = k1 · k2 · k3 · db

    여기서 k1, k2, k3은 각각 다음과 같은 계수이다.

    - k1: 철근의 종류에 따라 다르며, SD500 D22 갈고리를 갖는 이형철근의 경우 1.0이다.
    - k2: 콘크리트의 강도에 따라 다르며, fck=25MPa인 경우 1.0이다.
    - k3: 도막이 없는 경우 1.0이다.

    따라서 SD500 D22 갈고리를 갖는 이형철근의 기본 정착길이는 다음과 같다.

    hb = 1.0 × 1.0 × 1.0 × 22mm = 22mm

    즉, 철근 지름의 1배이다. 따라서 보기 중에서 정답은 "24배"이다. 이는 최소정착길이를 고려하지 않고, 일반적인 정착길이를 사용한 경우이다.
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18. <보기>의 매입형 합성부재 안에 사용하는 스터드앵커에 관한 표에서 A~E 중 가장 작은 값과 가장 큰 값을 순서대로 바르게 나열한 것은? (단, 표는 각 하중조건에 대한 스터드앵커의 최소 h/d 값을 나타낸 것이다.)

  1. A, D
  2. B, E
  3. C, A
  4. D, B
(정답률: 27%)
  • 가장 작은 값은 A이고, 가장 큰 값은 D이다. 이는 각각 하중조건이 가장 작은 경우와 가장 큰 경우에 해당하는 값이기 때문이다. 따라서 정답은 "A, D"이다.
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19. 말뚝기초에 대한 설명으로 가장 옳은 것은?

  1. 말뚝기초의 허용지지력은 말뚝의 지지력에 따른 것으로만 한다.
  2. 말뚝기초의 설계에 있어서는 하중의 편심에 대하여 검토하지 않아도 된다.
  3. 동일 구조물에서 지지말뚝과 마찰말뚝을 혼용할 수 있다.
  4. 타입말뚝, 매입말뚝 및 현장타설콘크리트말뚝의 혼용을 적극 권장하여 경제성을 확보할 수 있다.
(정답률: 47%)
  • 말뚝기초의 허용지지력은 말뚝의 지지력에 따른 것으로만 한다. 이는 말뚝기초가 말뚝의 지지력에 의존하여 설계되기 때문이다. 따라서 말뚝의 지지력이 낮으면 말뚝기초의 허용지지력도 낮아지게 된다.
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20. 강구조 볼트 접합에 대한 설명으로 가장 옳지 않은 것은?

  1. 고장력볼트의 미끄럼 한계상태에 대한 마찰접합의 설계강도 산정에서 볼트 구멍의 종류에 따라 강도 감소계수가 다르다.
  2. 고장력볼트의 마찰접합볼트에 끼움재를 사용할 경우에는 미끄럼에 관련되는 모든 접촉면에서 미끄럼에 저항할 수 있도록 해야 한다.
  3. 지압한계상태에 대한 볼트구멍의 지압강도 산정에서 구멍의 종류에 따라 강도감소계수가 다르다.
  4. 지압접합에서 전단 또는 인장에 의한 소요응력 f가 설계응력의 20% 이하이면 조합응력의 효과를 무시 할 수 있다.
(정답률: 32%)
  • "지압한계상태에 대한 볼트구멍의 지압강도 산정에서 구멍의 종류에 따라 강도감소계수가 다르다."가 가장 옳지 않은 설명입니다. 이유는 구멍의 종류에 따라 강도감소계수가 아니라, 구멍의 지름에 따라 강도감소계수가 다르기 때문입니다. 구멍의 지름이 작을수록 강도감소계수가 크고, 구멍의 지름이 클수록 강도감소계수가 작아집니다.
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