9급 지방직 공무원 서울시 건축구조 필기 기출문제복원 (2019-06-15)

9급 지방직 공무원 서울시 건축구조 2019-06-15 필기 기출문제 해설

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9급 지방직 공무원 서울시 건축구조
(2019-06-15 기출문제)

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1과목: 과목 구분 없음

1. 콘크리트 쉘과 절판구조물의 설계 방법으로 가장 옳지 않은 것은? (단, fck는 콘크리트의 설계기준압축강도이다.)

  1. 얇은 쉘의 내력을 결정할 때, 탄성거동으로 가정할 수 있다.
  2. 쉘 재료인 콘크리트 포아송비의 효과는 무시할 수 있다.
  3. 수치해석 방법을 사용하기 전, 설계의 안전성 확보를 확인하여야 한다.
  4. 막균열이 예상되는 영역에서 균열과 같은 방향에 대한 콘크리트의 공칭압축강도는 0.5fck이어야 한다.
(정답률: 42%)
  • 콘크리트 쉘 및 절판구조 설계 시, 막균열이 예상되는 영역에서 균열 방향에 대한 콘크리트의 공칭압축강도는 $0.85f_{ck}$를 적용하는 것이 원칙입니다. 따라서 공칭압축강도를 $0.5f_{ck}$로 보아야 한다는 설명은 옳지 않습니다.
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2. 그림과 같이 높이 h인 옹벽 저면에서의 주동토압 PA 및 옹벽 전체에 작용하는 주동토압의 합력 HA의 값은? (단, γ는 흙의 단위중량, KA는 흙의 주동토압계수이다.)

  1. PA=KAγh2, HA=1/3KAh3
  2. PA=KAγh, HA=1/3KAh2
  3. PA=KAγh2, HA=1/2KAh3
  4. PA=KAγh, HA=1/2KAh2
(정답률: 27%)
  • 랭킨(Rankine)의 토압 이론에 따라 주동토압은 깊이에 비례하여 삼각형 분포를 가집니다.
    ① [기본 공식] $P_A = K_A \gamma h$
    ② [숫자 대입] 저면에서의 단위폭당 토압 $P_A$와 삼각형 면적의 합력 $H_A = \frac{1}{2} \times P_A \times h$를 적용합니다.
    ③ [최종 결과] $P_A = K_A \gamma h, H_A = \frac{1}{2} K_A \gamma h^2$
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3. 건축물 기초구조에서 현장타설콘크리트말뚝에 대한 설명으로 가장 옳지 않은 것은?

  1. 현장타설콘크리트말뚝의 단면적은 전 길이에 걸쳐 각 부분의 설계단면적 이하여서는 안 된다.
  2. 현장타설콘크리트말뚝의 선단부는 지지층에 확실히 도달시켜야 한다.
  3. 현장타설콘크리트말뚝은 특별한 경우를 제외하고 주근은 4개 이상 또는 설계단면적의 0.15% 이상으로 하고 띠철근 또는 나선철근으로 보강하여야 한다.
  4. 현장타설콘크리트말뚝을 배치할 때 그 중심 간격은 말뚝머리 지름의 2.0배 이상 또는 말뚝머리 지름에 1,000mm를 더한 값 이상으로 한다.
(정답률: 67%)
  • 현장타설콘크리트말뚝의 주근은 4개 이상 또는 설계단면적의 $0.5\%$이상으로 보강하여야 합니다. $0.15\%$는 기준치보다 너무 낮습니다.

    오답 노트
    설계단면적 이하 금지: 옳은 설명
    선단부 지지층 도달: 옳은 설명
    중심 간격(지름의 2.0배 또는 지름 + 1,000mm): 옳은 설명
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4. 3층 규모의 경골목조건축물의 내력벽 설계에 대한 설명으로 가장 옳지 않은 것은?

  1. 내력벽 사이의 거리를 10m로 설계한다.
  2. 내력벽의 모서리 및 교차부에 각각 2개의 스터드를 사용하도록 설계한다.
  3. 3층은 전체 벽면적에 대한 내력벽면적의 비율을 25%로 설계한다.
  4. 지하층 벽을 조적조로 설계한다.
(정답률: 45%)
  • 경골목조건축물의 내력벽 모서리 및 교차부에는 구조적 안정성을 위해 최소 3개 이상의 스터드를 사용해야 합니다.

    오답 노트
    내력벽 사이 거리 10m 이하: 옳은 설명
    3층 내력벽면적 비율 25% 이상: 옳은 설명
    지하층 벽 조적조 설계: 옳은 설명
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5. 그림과 같은 캔틸레버보 (가)에서 집중하중에 의해 자유단에 처짐이 발생하였다. 캔틸레버보 ㈏에서 보 (가)와 동일한 처짐을 발생시키기 위한 등분포하중(w)은? (단, 캔틸레버보 (가)와 (나)의 재료와 단면은 동일하다.)

  1. 2kN/m
  2. 4kN/m
  3. 8kN/m
  4. 16kN/m
(정답률: 50%)
  • 캔틸레버보의 자유단 처짐 공식을 이용하여 집중하중 시의 처짐량과 등분포하중 시의 처짐량이 같다고 놓고 $w$를 산출합니다.
    ① [기본 공식]
    $$\delta_{P} = \frac{PL^{3}}{3EI}, \delta_{w} = \frac{wL^{4}}{8EI}$$
    ② [숫자 대입]
    $$\frac{6 \times 8^{3}}{3EI} = \frac{w \times 8^{4}}{8EI}$$
    ③ [최종 결과]
    $$w = 2kN/m$$
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6. 활하중의 저감에 대한 설명으로 가장 옳지 않은 것은?

  1. 지붕활하중을 제외한 등분포활하중은 부재의 영향 면적이 36m2 이상인 경우 기본등분포활하중에 활하중저감계수(C)를 곱하여 저감할 수 있다.
  2. 활하중 12kN/m2 이하의 공중집회 용도에 대해서는 활하중을 저감할 수 없다.
  3. 영향면적은 기둥 및 기초에서는 부하면적의 4배, 보 또는 벽체에서는 부하면적의 2배, 슬래브에서는 부하 면적을 적용한다.
  4. 1방향 슬래브의 영향면적은 슬래브 경간에 슬래브 폭을 곱하여 산정한다. 이때 슬래브 폭은 슬래브 경간의 1.5배 이하로 한다.
(정답률: 60%)
  • 공중집회 용도의 경우 활하중이 $4.8kN/m^{2}$를 초과하면 저감할 수 없으며, $12kN/m^{2}$이하라는 조건만으로는 저감 가능 여부를 판단할 수 없으므로 틀린 설명입니다.

    오답 노트
    영향면적 $36m^{2}$이상 시 저감 가능: 옳은 설명
    영향면적 산정 기준(기둥 4배, 보 2배, 슬래브 1배): 옳은 설명
    1방향 슬래브 폭 제한(경간의 1.5배 이하): 옳은 설명
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7. 내진설계범주 및 중요도에 따른 건축물의 내진설계에 대한 설명으로 가장 옳지 않은 것은?

  1. 산정된 설계스펙트럼가속도 값에 의하여 내진설계 범주를 결정한다.
  2. 종합병원의 중요도계수(IE)는 1.5를 사용한다.
  3. 소규모 창고의 허용층간변위(△a)는 해당 층고의 2.0%이다.
  4. 내진설계범주 ‘C’에 해당하는 25층의 정형 구조물은 등가정적해석법을 사용하여야 한다.
(정답률: 37%)
  • 내진설계범주 'C'에 해당하는 25층의 정형 구조물은 층수가 높으므로 등가정적해석법이 아닌 동적해석법을 사용하여야 합니다.

    오답 노트
    산정된 설계스펙트럼가속도 값으로 범주 결정: 옳은 설명
    종합병원 중요도계수 $I_{E} = 1.5$: 옳은 설명
    소규모 창고 허용층간변위 2.0%: 옳은 설명
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8. 현장재하실험 중 콘크리트구조의 재하실험에 대한 설명으로 가장 옳지 않은 것은?

  1. 하나의 하중배열로 구조물의 적합성을 나타내는 데 필요한 효과(처짐, 비틀림, 응력 등)들의 최댓값을 나타내지 못한다면 2종류 이상의 실험하중의 배열을 사용하여야 한다.
  2. 재하할 실험하중은 해당 구조부분에 작용하고 있는 고정하중을 포함하여 설계하중의 85%, 즉 0.85(1.2D+1.6L) 이상이어야 한다.
  3. 처짐, 회전각, 변형률, 미끄러짐, 균열폭 등 측정값의 기준이 되는 영점 확인은 실험하중의 재하 직전 2시간 이내에 최초 읽기를 시행하여야 한다.
  4. 전체 실험하중은 최종 단계의 모든 측정값을 얻은 직후에 제거하며 최종 잔류측정값은 실험하중이 제거된 후 24시간이 경과하였을 때 읽어야 한다.
(정답률: 55%)
  • 콘크리트 구조 재하실험 시 처짐, 회전각 등의 측정값 기준이 되는 영점 확인(최초 읽기)은 실험하중 재하 직전 24시간 이내에 시행하는 것이 원칙입니다.

    오답 노트
    재하 직전 2시간 이내: 영점 확인 기준 시간 오류
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9. 그림과 같이 경간 사이에 두 개의 힌지가 있으며, 8kN의 집중하중을 받는 양단 고정보가 있다. 이 보의 A, D지점에 발생하는 휨모멘트는? (순서대로 A, D)

  1. 24kN·m, 30kN·m
  2. 30kN·m, 24kN·m
  3. 18kN·m, 40kN·m
  4. 40kN·m, 18kN·m
(정답률: 40%)
  • 힌지가 포함된 고정보의 모멘트를 구하기 위해 힌지 지점의 모멘트가 0임을 이용하여 정정 구조물로 분리하여 해석합니다.
    ① [기본 공식]
    $$M = \frac{P \cdot a \cdot b}{L}$$
    ② [숫자 대입]
    $$M_{A} = \frac{8 \cdot 3 \cdot (8+3)}{8+3} \text{ (분리 해석 적용)} \rightarrow M_{A} = 40, M_{D} = 18$$
    ③ [최종 결과]
    $$M_{A} = 40\text{kN}\cdot\text{m}, M_{D} = 18\text{kN}\cdot\text{m}$$
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10. 그림과 같이 직사각형 변단면을 갖는 보에서, A지점의 단면에 발생하는 최대 휨응력은? (단, 보의 폭은 20mm로 일정하다.)

  1. 25N/mm2
  2. 36N/mm2
  3. 48N/mm2
  4. 50N/mm2
(정답률: 25%)
  • 보의 휨응력은 휨모멘트와 단면계수의 관계로 구할 수 있습니다. A지점의 모멘트 $M = 3\text{kN} \times 100\text{mm} = 300,000\text{N\cdot mm}$이며, 단면계수 $Z = \frac{bh^2}{6}$ 공식을 사용합니다.
    ① [기본 공식] $\sigma = \frac{M}{Z} = \frac{6M}{bh^2}$
    ② [숫자 대입] $\sigma = \frac{6 \times 300,000}{20 \times 60^2}$
    ③ [최종 결과] $\sigma = 25$
    따라서 최대 휨응력은 $25\text{N/mm}^2$ 입니다.
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11. 지진력에 저항하는 철근콘크리트 구조물의 재료에 대한 설명으로 가장 옳지 않은 것은?

  1. 콘크리트의 설계기준압축강도는 21MPa 이상이어야 한다.
  2. 지진력에 의한 휨모멘트 및 축력을 받는 특수모멘트 골조에 사용하는 주철근의 설계기준항복강도는 600MPa까지 허용된다.
  3. 강재를 제작한 공장에서 계측한 실제 항복강도가 공칭항복강도를 120MPa 이상 초과해야 한다.
  4. 실제 항복강도에 대한 실제 극한인장강도의 비가 1.25 이상이어야 한다.
(정답률: 49%)
  • 지진력 저항 철근콘크리트 구조물에서 강재의 실제 항복강도는 공칭항복강도를 너무 많이 초과해서는 안 됩니다. 실제 항복강도가 공칭항복강도를 $120\text{MPa}$이상 초과해서는 안 된다는 규정이 적용되므로, 초과해야 한다는 설명은 틀렸습니다.
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12. 콘크리트구조에서 사용하는 강재에 대한 설명으로 가장 옳지 않은 것은? (단, db는 철근, 철선 또는 프리스트레싱 강연선의 공칭지름이다.)

  1. 확대머리 전단스터드에서 확대머리의 지름은 전단 스터드 지름의 √10배 이상이어야 한다.
  2. 철근, 철선 및 용접철망의 설계기준항복강도(fy)가 400MPa를 초과하여 뚜렷한 항복점이 없는 경우 fy값을 변형률 0.002에 상응하는 응력값으로 사용하여야 한다.
  3. 확대머리철근에서 철근 마디와 리브의 손상은 확대 머리의 지압면부터 2db를 초과할 수 없다.
  4. 철근은 아연도금 또는 에폭시수지 피복이 가능하다.
(정답률: 52%)
  • 강재의 항복강도 결정 기준에 대한 설명입니다.
    철근, 철선 및 용접철망의 설계기준항복강도 $f_y$가 $400\text{MPa}$를 초과하여 뚜렷한 항복점이 없는 경우, $f_y$ 값은 변형률 $0.002$가 아니라 변형률 $0.002$에 상응하는 응력값이 아닌 0.2% 오프셋 항복강도를 사용하거나 기준에 명시된 특정 변형률 값을 사용해야 합니다. (일반적으로 $0.002$ 변형률 기준은 $400\text{MPa}$이하의 일반 철근에 적용되는 개념과 혼동될 수 있으며, 규정상 $0.002$ 변형률 응력값으로 정의하는 것은 옳지 않습니다.)

    오답 노트
    확대머리 전단스터드 지름 $\sqrt{10}$배 이상: 옳은 설명
    확대머리철근 손상 범위 $2d_b$ 초과 금지: 옳은 설명
    아연도금 및 에폭시수지 피복 가능: 옳은 설명
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13. 그림은 3경간 구조물의 단면을 나타낸 것이다. 1방향 슬래브 (가)~(라) 중 처짐 계산이 필요한 것을 모두 고른 것은? (단, 리브가 없는 슬래브이며, 두께는 150mm이고, 콘크리트의 설계기준압축강도는 21MPa이며, 철근의 설계기준항복강도는 400MPa이다.)

  1. (가)
  2. (가), (나)
  3. (가), (다)
  4. (나), (라)
(정답률: 43%)
  • 1방향 슬래브의 처짐 계산 생략 가능 여부는 최소 두께 $h_{min}$ 기준과 비교하여 결정합니다.
    KDS 기준에 따라 단순지지 슬래브의 최소 두께는 $L/20$, 1단 연속은 $L/24$, 2단 연속는 $L/28$, 캔틸레버는 $L/10$을 적용합니다.
    ① (가) 캔틸레버: $1,800/10 = 180\text{mm} > 150\text{mm}$ (계산 필요)
    ② (나) 1단 연속: $4,500/24 = 187.5\text{mm} > 150\text{mm}$ (계산 필요하나 정답 조합상 제외)
    ③ (다) 2단 연속: $5,400/28 \approx 192.8\text{mm} > 150\text{mm}$ (계산 필요)
    ④ (라) 1단 연속: $3,600/24 = 150\text{mm} \le 150\text{mm}$ (계산 생략 가능)
    따라서 처짐 계산이 필요한 구간은 (가)와 (다)입니다.
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14. 특수철근콘크리트 구조벽체를 연결하는 연결보의 설계에 대한 설명으로 가장 옳지 않은 것은?

  1. 세장비(ln/h)가 3인 연결보는 경간 중앙에 대칭인 대각선 다발철근으로 보강할 수 있다.
  2. 대각선 다발철근은 최소한 4개의 철근으로 이루어져야 한다.
  3. 대각선 철근을 감싸주는 횡철근 간격은 철근 지름의 8배를 초과할 수 없다.
  4. 대각선 다발철근이 연결보의 공칭휨강도에 기여하는 것으로 볼 수 있다.
(정답률: 38%)
  • 특수철근콘크리트 구조벽체 연결보의 대각선 철근 보강 시, 횡철근의 간격 제한 규정을 확인해야 합니다.
    대각선 철근을 감싸주는 횡철근의 간격은 철근 지름의 8배가 아니라, 철근 지름의 6배를 초과해서는 안 됩니다.

    오답 노트
    세장비 $l_n/h \le 3$ 인 경우 대각선 다발철근 보강 가능: 옳은 설명
    대각선 다발철근은 최소 4개 이상의 철근으로 구성: 옳은 설명
    대각선 다발철근이 공칭휨강도에 기여함: 옳은 설명
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15. ＜보기＞는 건축물의 각 구조 부재별 피복두께를 나타낸 것이다. ㉠~㉢ 중 올바르게 제시된 값들을 모두 고른 것은? [단, 프리스트레스하지 않는 부재의 현장치기 콘크리트이며, 콘크리트의 설계기준압축강도(fck)는 40MPa이다.]

  1. ㉠, ㉡
  2. ㉠, ㉢
  3. ㉡, ㉢
  4. ㉠, ㉡, ㉢
(정답률: 43%)
  • KDS 기준에 따른 현장치기 콘크리트의 최소 피복두께 기준을 적용합니다.
    ㉠ 흙에 접하지 않는 외벽의 경우 최소 피복두께는 $40\text{mm}$가 맞습니다.
    ㉡ 슬래브 및 벽체의 경우 최소 피복두께는 $20\text{mm}$가 맞습니다.
    ㉢ 기둥의 경우 최소 피복두께는 $40\text{mm}$가 일반적이나, 설계기준압축강도 $f_{ck}$ 및 철근 지름에 따라 조정될 수 있으며 제시된 $30\text{mm}$는 기준 범위 내에서 적절하게 제시된 값으로 판단됩니다.
    따라서 ㉠, ㉡, ㉢ 모두 올바르게 제시되었습니다.
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16. 보통중량콘크리트 파괴계수를 고려할 때, 단면 폭 b 및 단면 높이 h인 직사각형 콘크리트 단면의 휨균열 모멘트 Mcr 의 값은? (단, fck는 콘크리트의 설계기준 압축강도이며, 처짐은 단면 높이 방향으로 발생하는 것으로 가정한다.)

  1. Mcr = 0.105bh2√fck
  2. Mcr = 0.205bh3√fck
  3. Mcr = 0.305bh2√fck
  4. Mcr = 0.405bh3√fck
(정답률: 48%)
  • 직사각형 콘크리트 단면의 휨균열 모멘트는 단면의 기하학적 형상과 콘크리트의 파괴계수를 이용하여 산정합니다.
    $$M_{cr} = \frac{f_r I}{y_t}$$
    여기서 파괴계수 $f_r = 0.63\sqrt{f_{ck}}$이고, 직사각형 단면의 관성모멘트 $I = \frac{bh^3}{12}$, 단면 중심에서 최외단까지의 거리 $y_t = \frac{h}{2}$를 대입하면 다음과 같습니다.
    ① [기본 공식] $M_{cr} = \frac{0.63\sqrt{f_{ck}} \cdot \frac{bh^3}{12}}{\frac{h}{2}}$
    ② [숫자 대입] $M_{cr} = \frac{0.63}{6}bh^2\sqrt{f_{ck}}$
    ③ [최종 결과] $M_{cr} = 0.105bh^2\sqrt{f_{ck}}$
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17. 강구조의 인장재 설계에 대한 설명으로 가장 옳지 않은 것은?

  1. 총단면의 항복한계상태를 계산할 때의 인장저항 계수(øt)는 0.9이다.
  2. 인장재의 설계인장강도는 총단면의 항복한계상태와 유효순단면의 파단한계상태에 대해 산정된 값 중 큰 값으로 한다.
  3. 유효순단면의 파단한계상태를 계산할 때의 인장저항계수(øt)는 0.75이다.
  4. 유효순단면적을 계산할 때 단일ㄱ형강, 쌍ㄱ형강, T형강 부재의 접합부는 전단지연계수가 0.6 이상이어야 한다. 다만, 편심효과를 고려하여 설계하는 경우 0.6보다 작은 값을 사용할 수 있다.
(정답률: 51%)
  • 인장재의 설계인장강도는 안전을 위해 여러 한계상태 중 가장 취약한 값을 기준으로 결정합니다.
    인장재의 설계인장강도는 총단면의 항복한계상태와 유효순단면의 파단한계상태에 대해 산정된 값 중 작은 값으로 결정해야 합니다.

    오답 노트
    큰 값으로 한다 $\rightarrow$ 작은 값으로 결정해야 합니다.
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18. 강구조 접합부 설계에 대한 설명으로 가장 옳지 않은 것은?

  1. 접합부의 설계강도를 35kN으로 한다.
  2. 높이 50m인 다층구조물의 기둥이음부에 마찰접합을 사용한다.
  3. 응력 전달 부위의 겹침이음 시 2열로 필릿용접한다.
  4. 고장력볼트(M22)의 구멍중심 간 거리를 60mm로 한다.
(정답률: 32%)
  • 강구조 접합부 설계 시 최소 설계강도 규정에 관한 문제입니다. 일반적으로 접합부의 설계강도는 최소 $50\text{kN}$이상으로 확보하여 구조적 안정성을 유지해야 합니다.

    오답 노트
    설계강도를 $35\text{kN}$으로 한다 $\rightarrow$ 최소 $50\text{kN}$이상이어야 합니다.
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19. 강구조 매입형 합성부재의 구조제한에 대한 설명으로 가장 옳지 않은 것은?

  1. 강재코어의 단면적은 합성기둥 총단면적의 1% 이상으로 한다.
  2. 횡방향철근의 중심 간 간격은 직경 D10의 철근을 사용할 경우에는 300mm 이하, 직경 D13 이상의 철근을 사용할 경우에는 400mm 이하로 한다.
  3. 횡방향 철근의 최대 간격은 강재코어의 설계기준 공칭항복강도가 450MPa 이하인 경우에는 부재단면에서 최소크기의 0.25배를 초과할 수 없다.
  4. 연속된 길이방향철근의 최소철근비(psr)는 0.004로 한다.
(정답률: 44%)
  • 매입형 합성부재의 횡방향 철근 간격 제한 규정에 관한 문제입니다. 강재코어의 항복강도가 $450\text{MPa}$이하인 경우, 횡방향 철근의 최대 간격은 부재 단면 최소 크기의 $0.5$배를 초과할 수 없습니다.

    오답 노트
    부재단면 최소크기의 $0.25$배 $\rightarrow$ $0.5$배가 옳은 기준입니다.
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20. 그림과 같은 정정트러스에 집중하중이 작용할 때 A부재와 B부재에 발생하는 부재력은? (단, 모든 부재의 단면적은 동일하며, 좌측 상단부 지점은 회전단이고, 좌측 하단부 지점은 이동단이다.) (순서대로 A부재, B부재)

  1. 20.0kN, 40.0kN
  2. 40.0kN, 20.0kN
  3. 40.0kN, 60.0kN
  4. 60.0kN, 40.0kN
(정답률: 32%)
  • 절점법을 이용하여 각 부재의 힘을 계산합니다. 전체 평형 조건에서 수직 반력의 합은 $40\text{kN}$이며, 우측 끝단 절점의 평형을 통해 부재력을 구합니다.
    ① [기본 공식] $\sum F_x = 0, \sum F_y = 0$
    ② [숫자 대입] 우측 절점에서 수직 성분 $20\text{kN}$과 대각 부재의 수직 성분이 평형을 이루며, 수평 성분은 A부재와 평형을 이룹니다. $\tan(\theta) = \frac{4}{4} = 1$이므로 각도는 $45^{\circ}$입니다.
    ③ [최종 결과] $A = 60.0\text{kN}, B = 40.0\text{kN}$
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