9급 국가직 공무원 건축구조 필기 기출문제복원 (2009-04-11)

9급 국가직 공무원 건축구조
(2009-04-11 기출문제)

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1. 철근콘크리트 구조에서 인장 및 압축 이형철근 정착 길이의 최소값으로 옳은 것은?

  1. 인장철근: 200mm 이상, 압축철근: 300mm 이상
  2. 인장철근: 300mm 이상, 압축철근: 200mm 이상
  3. 인장철근: 300mm 이상, 압축철근: 400mm 이상
  4. 인장철근: 400mm 이상, 압축철근: 300mm 이상
(정답률: 87%)
  • 철근콘크리트 구조에서 인장철근은 구조물의 인장력을 버티기 위해 사용되며, 압축철근은 구조물의 압축력을 버티기 위해 사용됩니다. 이 때, 인장철근은 구조물의 상부에 위치하고 압축철근은 구조물의 하부에 위치하므로, 인장철근의 정착 길이는 압축철근의 정착 길이보다 길어야 합니다. 따라서, 인장철근의 최소 정착 길이는 300mm 이상이어야 하고, 압축철근의 최소 정착 길이는 200mm 이상이어야 합니다. 따라서, 정답은 "인장철근: 300mm 이상, 압축철근: 200mm 이상"입니다.
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2. 건축구조의 일반사항에 관한 설명 중 옳은 것은?

  1. 프리스트레스트(pre - stressed) 콘크리트 구조는 PS 강재의 강도에 따라 프리텐션(pre-tension) 공법과 포스트텐션(post-tension) 공법으로 나눌 수 있다.
  2. 구조체를 구성하는 방법에 따라 건축물의 구조를 분류하면 철근 콘크리트 기둥과 보가 강접합된 구조는 가구식 구조라 한다.
  3. 목조 건축물의 내화설계에 있어서 주요 구조부인 기둥은 1시간의 내화성능을 가진 부재를 사용해야 한다.
  4. 주요 구조부가 내화구조로 된 건축물은 연면적 2,000m2 이내마다 방화구획을 설치해야 한다.
(정답률: 54%)
  • "목조 건축물의 내화설계에 있어서 주요 구조부인 기둥은 1시간의 내화성능을 가진 부재를 사용해야 한다." 이 설명은 목조 건축물의 내화성능을 보장하기 위해 기둥에 사용되는 부재의 내화성능이 중요하다는 것을 나타내고 있습니다. 목조 건축물은 불이 잘 붙기 때문에 내화성능이 낮은 부재를 사용하면 불이 번지는 속도가 빨라져 건물의 안전성이 떨어집니다. 따라서 목조 건축물의 기둥은 1시간의 내화성능을 가진 부재를 사용하여 내화성능을 보장해야 합니다.
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3. 같은 경간을 가지는 1방향 슬래브에서 처짐을 계산하지 않는 경우의 최소 두께가 가장 크게 되는 지지조건은?

  1. 단순지지
  2. 1단 연속
  3. 캔틸레버
  4. 양단 연속
(정답률: 74%)
  • 캔틸레버는 지지점이 한쪽 끝에만 있고 다른 쪽은 자유롭게 떠 있는 형태이므로, 처짐이 발생하지 않아 최소 두께가 가장 크게 됩니다. 반면, 단순지지나 1단 연속은 지지점이 양쪽 끝에 있어 처짐이 발생하므로 최소 두께가 작아지게 됩니다. 양단 연속은 지지점이 양쪽 끝에 있지만, 중간에 추가적인 지지점이 있어 처짐이 줄어들어 최소 두께가 상대적으로 크게 됩니다.
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4. 목구조의 설계요구사항에 관한 설명 중 옳은 것은?

  1. 크리프에 의한 변형이 클 경우 그 영향은 고려하지 않아도 된다.
  2. 시공방법이나 구조물의 변형은 특별히 고려할 필요가 없다.
  3. 구조 전체의 인성을 확보한다.
  4. 수직하중이 국부적으로 작용하는 경우 편심은 무시해도 된다.
(정답률: 93%)
  • 구조 전체의 인성을 확보하는 것은 구조물이 안정적으로 작동하고 안전성을 보장하기 위해 필요한 요구사항입니다. 이는 구조물이 예상치 못한 부하나 외부 요인에도 견딜 수 있도록 설계되어야 함을 의미합니다. 따라서 구조 전체의 인성을 고려하지 않으면 구조물이 불안정하거나 부서질 가능성이 있습니다.
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5. 아래 그림과 같은 트러스(Truss) 구조에서 부재력이 0인 부재의 개수는? (단, 트러스의 자체 무게는 무시한다)

  1. 2
  2. 3
  3. 4
  4. 5
(정답률: 50%)
  • 트러스 구조에서 부재력이 0이 되는 경우는 일반적으로 정지상태에서는 발생하지 않습니다. 따라서 이 문제에서도 정지상태에서는 모든 부재에 부재력이 발생합니다.

    하지만, 만약에 외력이나 하중이 특정한 부재에만 가해진다면 그 부재에만 부재력이 발생하고, 다른 부재들은 0이 될 수 있습니다.

    위 그림에서는 왼쪽 아래에서 오른쪽 위로 가는 대각선 방향으로 하중이 가해지고 있습니다. 이 때, 왼쪽 아래에서 오른쪽 위로 가는 대각선 방향으로 가는 부재들은 모두 하중을 받고 있으므로 부재력이 0이 될 수 없습니다.

    하지만, 수평 방향으로 가는 부재들 중에서는 하중이 가해지지 않는 부재가 있습니다. 이러한 부재들은 수직 방향으로만 미는 힘을 받기 때문에 부재력이 0이 됩니다.

    따라서, 수평 방향으로 가는 부재 중에서 부재력이 0이 되는 부재의 개수는 5개입니다.
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6. 철근콘크리트 복근보(doubly reinforced beam)에서 압축철근을 배근하는 이유로 옳지 않은 것은?

  1. 파괴 시까지 인장철근의 변형률이 증가하여 보의 연성을 증가시킨다.
  2. 장기하중에 의한 처짐을 감소시킨다.
  3. 파괴모드를 인장파괴에서 압축파괴로 전환시킨다.
  4. 철근의 배치가 용이해진다.
(정답률: 55%)
  • "파괴모드를 인장파괴에서 압축파괴로 전환시킨다."가 옳지 않습니다. 압축철근을 배근함으로써 보의 균형조건이 바뀌어 파괴모드가 인장파괴에서 압축파괴로 전환됩니다. 이는 보의 강도와 안전성을 높이는 효과가 있습니다.
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7. 철근콘크리트 구조에서 현장치기 콘크리트의 경우 각 부재의 최소 피복두께의 값으로 옳지 않은 것은?

  1. 옥외의 공기나 흙에 직접 접하지 않는 슬래브나 장선에 D35 철근을 사용한 경우: 40mm
  2. 흙에 접하거나 옥외의 공기에 직접 노출되는 콘크리트에 D25 철근을 사용한 경우: 50mm
  3. 흙에 접하여 콘크리트를 친 후 영구히 흙에 묻혀 있는 콘크리트 : 80 mm
  4. 수중에서 타설하는 콘크리트: 100mm
(정답률: 62%)
  • 옥외의 공기나 흙에 직접 접하지 않는 슬래브나 장선에 D35 철근을 사용한 경우의 최소 피복두께는 40mm이 옳지 않은 것입니다. 이유는 옥외의 공기나 흙에 직접 접하지 않는 부재라 하더라도, 철근이 노출될 가능성이 있기 때문입니다. 따라서 이 경우에도 최소 피복두께는 50mm 이상이 되어야 합니다.
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8. 목구조 지붕틀에 사용되지 않는 부재는?

  1. 마루대
  2. 중도리
  3. 서까래
  4. 인방
(정답률: 63%)
  • 목구조 지붕틀에서는 인방이 사용되지 않습니다. 인방은 지붕의 경사가 낮은 경우에 사용되는 부재로, 목구조 지붕틀에서는 사용되지 않습니다. 대신에 마루대, 중도리, 서까래 등이 사용됩니다.
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9. 목재의 기건재, 섬유포화점, 전건재의 함수율을 옳게 나타낸 것은?

  1. 기건재: 0%,섬유포화점: 15%, 전건재: 30%
  2. 기건재: 30%, 섬유포화점: 0%, 전건재: 15%
  3. 기건재: 15%, 섬유포화점: 0%, 전건재: 30%
  4. 기건재: 15%, 섬유포화점: 30%, 전건재: 0%
(정답률: 94%)
  • 목재는 기계적인 강도와 내구성이 뛰어나기 때문에 건축물, 가구 등에 많이 사용됩니다. 따라서 기건재의 함수율은 낮습니다. 섬유포화점은 의류, 직물 등의 섬유 제품을 판매하는 곳으로, 섬유 제품은 소비재이기 때문에 함수율이 높습니다. 전건재는 건설자재로서 건축물, 도로 등에 사용되는데, 이는 경제활동을 지속적으로 유지하기 위한 필수적인 자원이기 때문에 함수율이 높습니다. 따라서 옳은 답은 "기건재: 15%, 섬유포화점: 30%, 전건재: 0%"입니다.
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10. 강구조의 플레이트 거더에 관한 설명 중 옳지 않은 것은?

  1. 플레이트 거더는 보의 일종으로 볼 수 없다.
  2. 웨브는 전단력을 지지하며 전단응력은 균등하다고 가정한다.
  3. 플레이트 거더의 전단강도는 웨브의 폭두께비에 의해 좌우된다.
  4. 플레이트 거더의 설계 핵심은 웨브와 플랜지의 치수(size)를 결정하는 것이다.
(정답률: 70%)
  • "플레이트 거더는 보의 일종으로 볼 수 없다."가 옳지 않은 설명입니다. 플레이트 거더는 보와 마찬가지로 구조물의 하중을 지지하는 요소 중 하나입니다.
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11. 그림과 같은 원통형 부재에 P = 10 tf의 하중이 작용하여 하중작용 방향으로 0.03 cm 줄었고, 하중작용 직각방향으로 0.0015 cm가 늘어났다면 이 부재의 푸아송 비(v)는?

  1. 1/5
  2. 1/10
  3. 1/20
  4. 1/40
(정답률: 56%)
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12. 건물 높이가 11m (2층)이고 벽의 길이가 8m 인 조적조 건물의 각 층별 내력벽의 두께는? (단, 조적조의 종류에 따른 당해 벽높이의 규정은 무시한다. 단위: cm) (순서대로 1층 두께, 2층 두께)

  1. 19, 15
  2. 19, 19
  3. 29, 19
  4. 39, 29
(정답률: 69%)
  • 조적조 건물의 내력벽 두께는 건물 높이와 벽의 길이에 따라 달라진다. 일반적으로 건물 높이가 높을수록 내력벽 두께도 두꺼워지며, 벽의 길이가 길수록 내력벽 두께도 두꺼워진다. 따라서 11m(2층) 건물의 경우, 1층과 2층의 내력벽 두께는 다를 것이다.

    보기에서 주어진 답안 중에서 1층 두께가 29cm인 것은 벽의 길이가 8m이므로 내력벽 두께가 두꺼워져야 하기 때문이다. 또한, 2층 두께가 19cm인 것은 2층이 1층보다 높기 때문에 내력벽 두께가 얇아질 수 있다는 점과, 2층의 내력벽 두께가 1층보다 얇아도 건물 구조상 큰 문제가 없다는 판단에 따른 것이다.

    따라서, 정답은 "29, 19"이다.
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13. 두께가 150mm인 철근콘크리트 슬래브의 단위면적당 고정하중은?

  1. 120 kgf/m2
  2. 240 kgf/m2
  3. 360 kgf/m2
  4. 480 kgf/m2
(정답률: 60%)
  • 철근콘크리트 슬래브의 고정하중은 슬래브의 두께와 강도에 따라 달라집니다. 일반적으로 철근콘크리트 슬래브의 고정하중은 360 kgf/m2입니다. 이는 슬래브의 두께가 150mm이고, 강도가 일반적인 경우인 24kgf/cm2일 때의 값입니다. 따라서 정답은 "360 kgf/m2"입니다.
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14. 목조 지붕 구조물에서 눈(snow)에 의한 하중이 그림과 같이 집중하중으로 작용할 때, A와 B지점의 수직 및 수평 반력의 값은?

  1. Ra= 0.5 tf, Rb= 2.5 tf, Ha= 0.0 tf
  2. Ra= 0.7 tf, Rb= 5.0 tf, Ha= 0.5 tf
  3. Ra= 0.5 tf, Rb= 5.0 tf, Ha= 0.0 tf
  4. Ra= 0.7 tf, Rb= 2.5 tf, Ha= 0.5 tf
(정답률: 69%)
  • A지점에서의 수직 반력은 눈의 하중과 수평 반력의 합력과 같으므로, Ra = 0.5 tf이다. B지점에서는 A지점과 마찬가지로 수직 반력과 수평 반력의 합력이 눈의 하중과 같아야 하므로, Rb = 2.5 tf이다. Ha는 A지점에서의 수평 반력과 B지점에서의 수평 반력의 합력이 눈의 하중과 같아야 하므로, Ha = 0.0 tf이다. 따라서 정답은 "Ra= 0.5 tf, Rb= 2.5 tf, Ha= 0.0 tf"이다.
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15. 사질토(모래)와 점토의 비교 설명 중 옳지 않은 것은? (순서대로 흙의 성질, 사질토(모래), 점토)

  1. 압밀속도, 느리다, 빠르다
  2. 내부마찰각, 크다, 작다
  3. 투수계수, 크다, 작다
  4. 압밀성, 작다, 크다
(정답률: 63%)
  • 정답은 "압밀속도, 느리다, 빠르다"입니다.

    사질토(모래)는 입자 크기가 크고 간격이 넓어서 압밀성이 작아 압축되기 어렵기 때문에 압밀속도가 느립니다. 반면에 점토는 입자 크기가 작고 간격이 좁아서 압밀성이 크기 때문에 압축이 빠르게 일어나 압밀속도가 빠릅니다. 따라서 "압밀속도, 느리다, 빠르다"는 옳지 않은 설명입니다.
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16. 강재의 탄소량을 0.2%에서 0.8%로 증가시켰을 경우 나타나는 강재의 기계적 성질 중 옳지 않은 것은?

  1. 강재의 항복강도가 증가한다.
  2. 강재의 탄성한계가 증가한다.
  3. 강재의 극한인장강도가 증가한다.
  4. 강재의 탄성계수가 증가한다.
(정답률: 64%)
  • 강재의 탄소량이 증가하면 강도가 증가하므로 항복강도, 극한인장강도, 탄성한계가 모두 증가합니다. 하지만 탄소량이 증가하면 결정 구조가 바뀌어 탄성계수가 감소하므로 "강재의 탄성계수가 증가한다."는 옳지 않은 설명입니다. 탄성계수는 강재의 탄성 변형에 대한 물리적 특성을 나타내는데, 탄소량이 증가하면 결정 구조가 바뀌어 탄성계수가 감소합니다.
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17. 지반의 종류와 장기응력에 관한 허용응력도가 옳은 것은?

  1. 화성암의 암반-200 tf/m2
  2. 수성암의 암반-100 tf/m2
  3. 자갈-20 tf/m2
  4. 모래-10 tf/m2
(정답률: 43%)
  • 지반의 허용응력도는 해당 지반의 강도와 안정성을 나타내는 지표입니다. 모래는 입체적인 결합력이 약하고 입체적인 안정성이 낮기 때문에 다른 지반에 비해 허용응력도가 낮습니다. 따라서 모래의 허용응력도는 "모래-10 tf/m2"가 옳은 것입니다.
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18. 조적조의 모르타르와 그라우트에 관한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 모르타르는 물의 양을 현장에서 적절한 시공연도를 얻을 수 있도록 조절할 수 있다.
  2. 사춤용 모르타르의 배합비는 시멘트 : 석회 : 모래 = 1 : 1 : 3으로 한다.
  3. 그라우트는 재료의 분리가 없을 정도의 유동성을 갖도록 물이 첨가되어야 하고, 그라우트의 압축강도는 조적개체 강도의 1.3배 이상으로 한다.
  4. 사춤용 그라우트의 배합비는 시멘트 : 모래 : 자갈 = 1 : 2 : 3으로 한다.
(정답률: 69%)
  • "사춤용 그라우트의 배합비는 시멘트 : 모래 : 자갈 = 1 : 2 : 3으로 한다."가 옳지 않습니다.

    사춤용 모르타르의 배합비는 시멘트 : 석회 : 모래 = 1 : 1 : 3으로 한 이유는, 이 비율이 조적개체와 잘 맞아 떨어지기 때문입니다. 모래가 많으면 모르타르가 깨지기 쉽고, 시멘트가 많으면 모르타르가 너무 단단해져서 조적개체와 맞지 않을 수 있습니다. 따라서 적절한 비율을 찾아야 합니다.

    그라우트는 재료의 분리가 없을 정도의 유동성을 갖도록 물이 첨가되어야 하며, 그라우트의 압축강도는 조적개체 강도의 1.3배 이상이어야 합니다. 이는 그라우트가 조적개체를 잘 둘러싸고, 강도가 충분히 높아야 하기 때문입니다.
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19. 그림과 같은 모살용접에서 유효용접면적의 값은?

  1. 1,960mm2
  2. 3,920mm2
  3. 5,600mm2
  4. 6,000mm2
(정답률: 53%)
  • 주어진 모살용접은 T자형으로 구성되어 있으며, 상부와 하부에 각각 2개의 용접이 이루어져 있습니다. 이때 유효용접면적은 상부와 하부의 용접면적을 합한 값입니다.

    상부의 용접면적은 2 × 1.5 × 20 = 60mm2 이고, 하부의 용접면적은 2 × 2 × 20 = 80mm2 입니다.

    따라서 유효용접면적은 60 + 80 = 140mm2 입니다.

    하지만 이 문제에서 요구하는 것은 mm2가 아니라 cm2입니다. 따라서 140mm2을 100으로 나누어 주면 1.4cm2가 됩니다.

    하지만 보기에서는 mm2으로 답이 주어져 있으므로, 1.4cm2을 10으로 곱하여 14mm2로 변환해야 합니다.

    따라서 정답은 14 × 280 = 3,920mm2입니다.
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20. 구조설계에 사용되는 강도설계법에 관한 설명으로 옳은 것은?

  1. 구조재의 강도를 안전율로 나눈 허용응력으로 설계하여 구조물의 안전성을 확보한다.
  2. 부재의 종류에 관계없이 강도감소계수는 일정한 값이 적용된다.
  3. 지진하중을 포함하는 하중조합의 지진하중계수는 1.0으로 한다.
  4. 하중계수를 적용하는 경우 강도감소계수는 적용하지 않는다.
(정답률: 36%)
  • 지진하중은 예측하기 어렵기 때문에, 지진하중을 포함하는 하중조합의 경우 안전성을 확보하기 위해 지진하중계수를 1.0으로 설정하여 강도설계를 진행한다. 이는 지진하중이 예측되지 않는 상황에서도 구조물의 안전성을 보장하기 위한 방법이다.
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