9급 국가직 공무원 건축구조 필기 기출문제복원 (2018-04-07)

9급 국가직 공무원 건축구조
(2018-04-07 기출문제)

목록

1. 토질 및 기초에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 물에 포화된 느슨한 모래가 진동, 충격 등에 의하여 간극 수압이 급격히 상승하기 때문에 전단저항을 잃어버리는 현상을 액상화 현상이라 한다.
  2. 온통기초는 상부구조의 광범위한 면적 내의 응력을 단일 기초판으로 연결하여 지반 또는 지정에 전달하도록 하는 기초이다.
  3. 사질토 지반의 기초하부 토압분포는 기초 중앙부 토압이 기초 주변부보다 작은 형태이다.
  4. 연약한 점성토 지반에서 땅파기 외측의 흙의 중량으로 인하여 땅파기 된 저면이 부풀어 오르는 현상을 히빙(Heaving)이라 한다.
(정답률: 79%)
  • 사질토 지반의 기초하부 토압분포는 기초 중앙부 토압이 기초 주변부보다 작은 형태가 옳지 않은 설명입니다. 사질토 지반에서는 기초 중앙부 토압이 기초 주변부보다 큰 형태를 띠기 때문입니다. 이는 사질토 지반의 토압분포가 비대칭적인 형태를 띠기 때문입니다.
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2. 목재에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 목재 단면의 수심에 가까운 중앙부를 심재, 수피에 가까운 부분을 변재라 한다.
  2. 목재의 단면에서 볼트 등의 철물을 위한 구멍이나 홈의 면적을 포함한 단면적을 순단면적이라 한다.
  3. 기계등급구조재는 기계적으로 목재의 강도 및 강성을 측정하여 등급을 구분한 목재이다.
  4. 육안등급구조재는 육안으로 목재의 표면결점을 검사하여 등급을 구분한 목재이다.
(정답률: 94%)
  • "목재의 단면에서 볼트 등의 철물을 위한 구멍이나 홈의 면적을 포함한 단면적을 순단면적이라 한다."가 옳지 않은 것이다. 순단면적은 철물을 제외한 목재의 단면적을 의미한다. 따라서 철물을 위한 구멍이나 홈의 면적은 순단면적에 포함되지 않는다.
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3. 프리스트레스하지 않는 부재의 현장치기콘크리트의 최소피복두께에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 수중에서 타설하는 콘크리트: 80 mm
  2. 옥외의 공기나 흙에 직접 접하지 않는 콘크리트 절판부재: 20mm
  3. 흙에 접하여 콘크리트를 친 후 영구히 흙에 묻혀 있는 콘크리트: 80mm
  4. 옥외의 공기나 흙에 직접 접하지 않는 콘크리트로 D35 이하의 철근을 사용한 슬래브: 20 mm
(정답률: 88%)
  • "수중에서 타설하는 콘크리트: 80 mm"이 옳지 않은 설명입니다. 수중에서 타설하는 콘크리트는 물의 압력과 부식 등의 영향을 받기 때문에 최소피복두께가 일반적으로 더 두껍게 요구됩니다. 따라서, 수중에서 타설하는 콘크리트의 최소피복두께는 일반적으로 100mm 이상으로 요구됩니다.
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4. 강구조의 용접접합에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 플러그 및 슬롯용접의 유효전단면적은 접합면 내에서 구멍 또는 슬롯의 공칭단면적으로 한다.
  2. 그루브용접의 유효길이는 접합되는 부분의 폭으로 한다.
  3. 그루브용접의 유효면적은 용접의 유효길이에 유효목두께를 곱한 것으로 한다.
  4. 필릿용접의 유효길이는 필릿용접의 총길이에서 4배의 필릿 사이즈를 공제한 값으로 한다.
(정답률: 74%)
  • "필릿용접의 유효길이는 필릿용접의 총길이에서 4배의 필릿 사이즈를 공제한 값으로 한다." 이 설명이 옳지 않은 이유는 필릿 사이즈를 공제하는 것이 아니라 필릿 사이즈의 2배를 공제해야 하기 때문입니다. 이는 필릿용접에서 용접이 일어나는 중심부의 유효한 부분이 필릿 사이즈의 2배만큼이기 때문입니다.
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5. 현장 말뚝재하실험에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 말뚝재하실험은 지지력 확인, 변위량 추정, 시공방법과 장비의적합성 확인 등을 위해 수행한다.
  2. 말뚝재하실험에는 압축재하, 인발재하, 횡방향재하실험이 있다.
  3. 말뚝재하실험을 실시하는 방법으로 정재하실험방법은 고려할 수 있으나, 동재하실험방법을 사용해서는 안 된다.
  4. 압축정재하실험의 수량은 지반조건에 큰 변화가 없는 경우 구조물별로 1회 실시한다.
(정답률: 81%)
  • "말뚝재하실험을 실시하는 방법으로 정재하실험방법은 고려할 수 있으나, 동재하실험방법을 사용해서는 안 된다."가 옳지 않은 것이다. 이유는 동재하실험은 말뚝의 수평방향 강도를 측정하기 위한 실험이며, 말뚝의 수직방향 강도를 측정하는 말뚝재하실험과는 다른 실험이기 때문이다. 따라서 말뚝재하실험을 실시할 때는 정재하실험방법과 압축정재하실험 등을 고려할 수 있지만, 동재하실험방법은 사용해서는 안 된다.
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6. 다음 미소 응력 요소의 평면 응력 상태(σx=4MPa, σy=0MPa, τ=2MPa)에서 최대 주응력의 크기는?

  1. 4+2√2MPa
  2. 2+2√2MPa
  3. 4+√2MPa
  4. 2+√2 MPa
(정답률: 49%)
  • 주어진 응력 상태에서 최대 주응력은 다음과 같이 구할 수 있습니다.

    σ1 = (σx + σy)/2 + √((σx - σy)/2)2 + τ2/4
    σ1 = (4 + 0)/2 + √((4 - 0)/2)2 + 22/4
    σ1 = 2 + 2√2 MPa

    따라서, 정답은 "2+2√2MPa" 입니다.
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7. 다음 단순보에 등변분포하중이 작용할 때, 각 지점의 수직반력의 크기는? (단, 부재의 자중은 무시한다) (순서대로 A지점, B지점)

  1. 20kN, 10kN
  2. 15kN, 10kN
  3. 10kN, 5kN
  4. 12kN, 3kN
(정답률: 70%)
  • 등분포하중이 작용하는 경우, 중심점에서의 수직반력은 하중의 반값과 같으므로 A지점에서의 수직반력은 10kN이 되고, B지점에서는 A지점과 B지점 사이의 하중인 10kN을 반으로 나눈 5kN이 된다. 따라서 정답은 "10kN, 5kN"이 된다.
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8. 목재의 기준 허용휨응력 Fb로부터 설계 허용휨응력 F′b을 결정하기위해서 적용되는 보정계수에 해당하지 않는 것은?

  1. 좌굴강성계수 CT
  2. 습윤계수 CM
  3. 온도계수 Ct
  4. 형상계수 Cf
(정답률: 48%)
  • 목재의 기준 허용휨응력 Fb로부터 설계 허용휨응력 F′b을 결정하기 위해서는 목재의 사용 환경에 따라 다양한 보정계수가 적용됩니다. 이 중에서 "좌굴강성계수 CT"는 목재의 단면이 좌굴할 때 발생하는 응력에 대한 보정계수입니다. 따라서 Fb와 F′b의 결정과는 직접적인 연관성이 없습니다.
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9. F10T 고장력볼트의 나사부가 전단면에 포함되지 않을 경우, 지압접합의 공칭전단강도(Fnv)는?

  1. 300MPa
  2. 400MPa
  3. 500MPa
  4. 600MPa
(정답률: 52%)
  • F10T 고장력볼트의 나사부가 전단면에 포함되지 않을 경우, 지압접합의 공칭전단강도(Fnv)는 나사부가 전단면에 포함되는 경우보다 더 높아진다. 이는 나사부가 전단면에 포함되지 않을 경우, 전단응력이 전단면 전체에 분산되기 때문이다. 따라서, 공칭전단강도(Fnv)는 500MPa가 된다.
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10. 콘크리트구조의 내진설계 시 고려사항에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 지진력에 의한 휨모멘트 및 축력을 받는 특수모멘트 골조에 사용하는 철근은 실제 항복강도에 대한 실제 극한인장강도의 비가 1.25 이상이어야 한다.
  2. 프리캐스트 및 프리스트레스트 콘크리트 구조물은 일체식 구조물에서 요구되는 안전성 및 사용성에 관한 조건을 갖추고 있지 않더라도 내진구조로 다룰 수 있다.
  3. 지진력에 의한 휨모멘트 및 축력을 받는 특수모멘트 골조에 사용하는 보강철근은 설계기준항복강도 fy가 전단철근인 경우 500MPa까지 허용된다.
  4. 구조물의 진동을 감소시키기 위하여 관련 구조전문가에 의해 설계되고 그 성능이 실험에 의해 검증된 진동감쇠장치를 사용할 수 있다.
(정답률: 67%)
  • "프리캐스트 및 프리스트레스트 콘크리트 구조물은 일체식 구조물에서 요구되는 안전성 및 사용성에 관한 조건을 갖추고 있지 않더라도 내진구조로 다룰 수 있다."가 옳지 않은 설명입니다. 내진설계는 지진에 대한 구조물의 안전성을 보장하기 위한 것이며, 프리캐스트 및 프리스트레스트 콘크리트 구조물도 내진설계를 해야 합니다. 따라서 안전성 및 사용성에 관한 조건을 갖추지 않더라도 내진구조로 다룰 수 있는 것은 아닙니다.
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11. 그림과 같이 트러스구조의 상단에 10 kN의 수평하중이 작용할 때, 옳지 않은 것은? (단, 부재의 자중은 무시한다)

  1. 트러스의 모든 절점은 활절점이다.
  2. A 지점의 수직반력은 하향으로 8 kN이다.
  3. B 지점의 수평반력은 0이다.
  4. 1차 부정정구조물이다.
(정답률: 60%)
  • 정답은 "1차 부정정구조물이다." 입니다.

    트러스구조에서 모든 절점은 활절점이기 때문에, A 지점과 B 지점에서는 각각 수직반력과 수평반력이 작용합니다. A 지점에서는 수직반력이 하향으로 8 kN이며, B 지점에서는 수평반력이 0입니다.

    1차 부정정구조물이란, 구조물의 모든 부재가 하나의 평면에서만 작용하며, 모든 절점에서 2개의 반력만 작용하는 구조물을 말합니다. 이 구조물은 모든 부재가 하나의 평면에서만 작용하기 때문에, 1차 부정정구조물이라고 할 수 있습니다.
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12. 조적구조의 벽체를 보강하기 위한 테두리보의 역할에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 기초판 위에 설치하여 조적벽체의 부동침하를 방지한다.
  2. 조적벽체에 작용하는 하중에 의한 수직 균열을 방지한다.
  3. 조적벽체 상부의 하중을 균등하게 분산시킨다.
  4. 조적벽체를 일체화하여 벽체의 강성을 증대시킨다.
(정답률: 56%)
  • 조적구조의 벽체를 보강하기 위한 테두리보의 역할에 대한 설명 중 옳지 않은 것은 없습니다. "기초판 위에 설치하여 조적벽체의 부동침하를 방지한다."는 테두리보의 역할 중 하나로, 기초판 위에 설치함으로써 벽체의 부동침하를 방지하여 구조물의 안정성을 높입니다.
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13. 조적구조에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 조적구조에서 기초의 부동침하는 조적 벽체 균열의 발생 원인이 될 수 있다.
  2. 보강조적이란 보강근이 조적체와 결합하여 외력에 저항하는 조적시공 형태이다.
  3. 조적구조에 사용되는 그라우트의 압축강도는 조적개체의 압축강도의 1.3배 이상으로 한다.
  4. 통줄눈으로 시공한 벽체는 막힌줄눈으로 시공한 벽체보다 수직하중에 대한 균열 저항성이 크다.
(정답률: 75%)
  • "통줄눈으로 시공한 벽체는 막힌줄눈으로 시공한 벽체보다 수직하중에 대한 균열 저항성이 크다."가 옳지 않은 것이다. 이는 오히려 막힌줄눈으로 시공한 벽체가 더 큰 균열 저항성을 가지며, 이는 막힌줄눈으로 시공한 벽체가 더욱 견고하게 만들어지기 때문이다.
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14. 철근과 콘크리트의 재료특성과 휨 및 압축을 받는 철근콘크리트 부재의 설계가정에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 철근은 설계기준항복강도가 높아지면 탄성계수도 증가한다.
  2. 콘크리트 압축응력 분포와 콘크리트변형률 사이의 관계는 직사각형, 사다리꼴, 포물선형 또는 강도의 예측에서 광범위한 실험의 결과와 실질적으로 일치하는 어떤 형상으로도 가정할 수 있다.
  3. 등가직사각형 응력블록계수 β1의 범위는 0.65≤β1≤0.85이다.
  4. 철근의 변형률이 fy에 대응하는 변형률보다 큰 경우 철근의 응력은 변형률에 관계없이 fy로 하여야 한다.
(정답률: 63%)
  • "콘크리트 압축응력 분포와 콘크리트변형률 사이의 관계는 직사각형, 사다리꼴, 포물선형 또는 강도의 예측에서 광범위한 실험의 결과와 실질적으로 일치하는 어떤 형상으로도 가정할 수 있다."가 옳지 않은 것입니다.

    "철근은 설계기준항복강도가 높아지면 탄성계수도 증가한다."의 이유는, 항복강도가 높아질수록 철근의 분자 구조가 더욱 단단해지기 때문에 탄성계수가 증가하는 것입니다.
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15. 강구조의 국부좌굴에 대한 단면의 분류에서 구속판요소에 해당하지 않는 것은?

  1. 압연 H형강 휨재의 플랜지
  2. 압축을 받는 원형강관
  3. 휨을 받는 원형강관
  4. 휨을 받는 ㄷ형강의 웨브
(정답률: 54%)
  • 압연 H형강 휨재의 플랜지는 구속판요소가 아니라서 정답입니다. 구속판요소는 휨을 받거나 압축을 받는 구조물에서 발생하는 국부좌굴을 방지하기 위해 설계되는 요소로, 휨을 받는 ㄷ형강의 웨브나 압축을 받는 원형강관 등이 해당됩니다. 하지만 압연 H형강 휨재의 플랜지는 휨을 받는 요소이지만 국부좌굴을 방지하기 위한 구속판요소가 아니기 때문에 정답입니다.
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16. 막구조 및 케이블 구조의 허용응력 설계법에 따른 하중조합으로옳지 않은 것은?

  1. 고정하중+활하중+초기장력
  2. 고정하중+활하중+강우하중+초기장력
  3. 고정하중+활하중+풍하중+초기장력
  4. 고정하중+활하중+적설하중+초기장력
(정답률: 69%)
  • 정답은 "고정하중+활하중+적설하중+초기장력"입니다.

    막구조 및 케이블 구조의 허용응력 설계법에서는 하중조합을 결정할 때, 고정하중(Dead Load)과 활하중(Live Load)은 필수적으로 고려되며, 강우하중(Wind Load)과 풍하중(Snow Load)은 지역 및 건축물의 특성에 따라 추가적으로 고려될 수 있습니다. 초기장력은 구조물의 설치 시 발생하는 장력으로, 설계 시 반드시 고려되어야 합니다.

    따라서, "고정하중+활하중+강우하중+초기장력"이 옳은 하중조합입니다.
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17. 휨모멘트와 축력을 받는 특수모멘트골조의 부재에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 면의 도심을 지나는 직선상에서 잰 최소단면치수는 300 mm이상이어야 한다.
  2. 횡방향철근의 연결철근이나 겹침후프철근은 부재의 단면 내에서 중심간격이 350 mm 이내가 되도록 배치하여야 한다.
  3. 축방향철근의 철근비는 0.01 이상, 0.08 이하이어야 한다.
  4. 최소단면치수의 직각방향 치수에 대한 길이비는 0.4 이상이어야 한다.
(정답률: 43%)
  • "축방향철근의 철근비는 0.01 이상, 0.08 이하이어야 한다." 인 이유는, 철근비가 너무 작으면 부재의 강도가 충분하지 않아 파손이 발생할 수 있고, 너무 크면 철근간의 거리가 멀어져 휨모멘트와 축력을 전달하는 능력이 감소하기 때문입니다. 따라서 적절한 철근비를 유지하여 부재의 안전성과 강도를 보장해야 합니다.
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18. 내진설계 시 반응수정계수(R)가 가장 작은 구조형식은?

  1. 모멘트-저항골조 시스템에서의 철근콘크리트 보통모멘트 골조
  2. 내력벽시스템에서의 철근콘크리트 보통전단벽
  3. 건물골조시스템에서의 철근콘크리트 보통전단벽
  4. 철근콘크리트 보통 전단벽-골조 상호작용 시스템
(정답률: 40%)
  • 내진설계 시 반응수정계수(R)가 가장 작은 구조형식은 "모멘트-저항골조 시스템에서의 철근콘크리트 보통모멘트 골조"입니다. 이는 모멘트-저항골조 시스템에서는 구조물의 지반반력과 구조물의 중량을 고르게 분산시키는 구조 형식이기 때문입니다. 따라서 지진 발생 시 구조물의 전체적인 안정성을 높일 수 있어 반응수정계수(R)가 가장 작은 구조 형식으로 선택됩니다.
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19. 다음 그림은 휨모멘트만을 받는 철근콘크리트 보의 극한상태에서 변형률 분포를 나타낸 것이다. 휨모멘트에 대한 설계강도를 산정할 때 적용되는 강도감소계수는? (단, fy=400MPa, fck=24MPa이다)

  1. 0.95
  2. 0.85
  3. 0.75
  4. 0.65
(정답률: 61%)
  • 강도감소계수는 구조물의 내구성을 고려하여 적용하는 계수입니다. 일반적으로 설계강도는 재료의 고유강도를 기반으로 하지만, 실제 구조물에서는 여러 가지 외부적인 영향으로 고유강도보다는 낮은 강도로 작용하게 됩니다. 이를 고려하여 강도감소계수를 적용합니다.

    이 문제에서는 철근콘크리트 보가 극한상태에서 변형률 분포를 나타내고 있습니다. 따라서 이 보는 이미 파괴 직전에 있으며, 강도감소계수를 적용해야 합니다. 강도감소계수는 일반적으로 0.85 ~ 0.95 사이의 값을 적용합니다. 이 문제에서는 강도감소계수가 0.85로 주어졌으므로, 이 값을 적용하여 설계강도를 산정합니다. 따라서 정답은 "0.85"입니다.
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20. 강구조에서 조립인장재에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 판재와 형강 또는 2개의 판재로 구성되어 연속적으로 접촉되어있는 조립인장재의 재축방향 긴결간격은 대기 중 부식에 노출된 도장되지 않은 내후성강재의 경우 얇은 판두께의 24배 또는 280 mm 이하로 해야 한다.
  2. 판재와 형강 또는 2개의 판재로 구성되어 연속적으로 접촉되어 있는 조립인장재의 재축방향 긴결간격은 도장된 부재 또는 부식의 우려가 없어 도장되지 않은 부재의 경우 얇은 판두께의 24배 또는 300mm 이하로 해야 한다.
  3. 띠판은 조립인장재의 비충복면에 사용할 수 있으며, 띠판에서의 단속용접 또는 파스너의 재축방향 간격은 150mm 이하로 한다.
  4. 끼움판을 사용한 2개 이상의 형강으로 구성된 조립인장재는 개재의 세장비가 가급적 300을 넘지 않도록 한다.
(정답률: 45%)
  • 정답: "끼움판을 사용한 2개 이상의 형강으로 구성된 조립인장재는 개재의 세장비가 가급적 300을 넘지 않도록 한다."

    해설: 조립인장재의 재축방향 긴결간격은 대기 중 부식에 노출된 도장되지 않은 내후성강재의 경우 얇은 판두께의 24배 또는 280 mm 이하로 해야 하며, 띠판에서의 단속용접 또는 파스너의 재축방향 간격은 150mm 이하로 해야 합니다.
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