9급 국가직 공무원 건축구조 필기 기출문제복원 (2021-04-17)

9급 국가직 공무원 건축구조
(2021-04-17 기출문제)

목록

1. 건축구조기준에서 설계하중에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 집중활하중에서 작용점은 각 구조부재에 가장 큰 하중효과를 일으키는 위치에 작용하도록 하여야 한다.
  2. 고정하중은 건축구조물 자체의 무게와 구조물의 생애주기 중 지속적으로 작용하는 수평하중을 말한다.
  3. 풍하중은 각각의 설계풍압에 유효수압면적을 곱하여 산정한다.
  4. 지진하중은 지진에 의한 지반운동으로 구조물에 작용하는 하중을 말한다.
(정답률: 60%)
  • 정답: "집중활하중에서 작용점은 각 구조부재에 가장 큰 하중효과를 일으키는 위치에 작용하도록 하여야 한다."

    해설: 집중하중의 작용점은 각 구조부재에 가장 큰 하중효과를 일으키는 위치에 작용하도록 하는 것이 이상적이지만, 항상 그렇게 설계할 수 있는 것은 아니다. 따라서 이 문장은 옳지 않다. 고정하중은 건축구조물 자체의 무게와 구조물의 생애주기 중 지속적으로 작용하는 수평하중을 말한다는 것은 옳은 설명이다. 풍하중은 설계풍압에 유효수압면적을 곱하여 산정하며, 지진하중은 지진에 의한 지반운동으로 구조물에 작용하는 하중을 말한다는 것도 옳은 설명이다.
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2. 강구조 용접접합부에서 용접 후 검사 시에 발생될 수 있는 결함의 유형으로 옳지 않은 것은?

  1. 비드
  2. 블로 홀
  3. 언더컷
  4. 오버랩
(정답률: 65%)
  • 정답: 비드

    설명: 비드는 강구조 용접접합부에서 발생할 수 있는 결함 유형이 아닙니다. 비드는 용접 과정에서 용접봉이 이동하면서 생기는 용접선 상의 흔적을 말합니다. 따라서, 비드는 결함이 아니며, 용접 후 검사 시에 발생될 수 있는 결함 유형으로는 블로 홀, 언더컷, 오버랩 등이 있습니다.
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3. 철근콘크리트 기둥의 축방향 주철근이 겹침이음되어 있지 않을 경우, 주철근의 최대 철근비는?

  1. 1%
  2. 4%
  3. 6%
  4. 8%
(정답률: 47%)
  • 철근콘크리트 기둥에서 축방향 주철근이 겹침이음되어 있지 않을 경우, 최대 철근비는 8%입니다. 이는 철근의 최대 인장강도와 콘크리트의 최대 압축강도를 고려하여 결정됩니다. 일반적으로 철근의 최대 인장강도는 420MPa, 콘크리트의 최대 압축강도는 21MPa로 가정합니다. 이 때, 최대 철근비는 다음과 같이 계산됩니다.

    최대 철근비 = (0.85 × 420) / (21 × 1000) × 100% = 8%

    여기서 0.85는 콘크리트의 안전성을 고려한 계수입니다. 따라서, 축방향 주철근이 겹침이음되어 있지 않은 경우, 최대 철근비는 8%가 됩니다.
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4. 보통중량콘크리트를 사용하고 설계기준항복강도가 400MPa인 철근을 사용할 경우, 처짐을 계산하지 않아도 되는 1방향슬래브(슬래브 길이 l)의 최소두께를 지지조건에 따라 나타낸 것으로 옳지 않은 것은? (단, 해당부재는 큰 처짐에 의해 손상되기 쉬운 칸막이벽이나 기타 구조물을 지지 또는 부착하지 않은 부재이다)

  1. 단순지지 : l/18
  2. 1단 연속 : l/24
  3. 양단 연속 : l/28
  4. 캔틸레버 : l/10
(정답률: 58%)
  • "단순지지 : l/18"이 옳은 이유는 다음과 같습니다.

    단순지지 조건에서는 슬래브의 양 끝단이 자유롭게 회전할 수 있으므로, 중앙에서 최대 굽힘모멘트가 발생합니다. 이 때, 슬래브의 최소두께는 굽힘에 의한 파손을 방지하기 위해 충분히 강한 강도를 가진 철근을 사용하여 설계기준항복강도를 충족시키면 됩니다.

    이때, 슬래브의 최소두께는 굽힘에 의한 파손을 방지하기 위해 필요한 강도와 철근의 지름, 그리고 슬래브의 길이와 너비 등 여러 가지 요인에 따라 결정됩니다. 하지만 일반적으로는 슬래브의 길이를 18등분한 값이 최소두께로 적절하다고 알려져 있습니다. 따라서 "단순지지 : l/18"이 옳은 것입니다.
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5. 우리나라 건축물 내진설계기준의 일반사항에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 내진성능수준-설계지진에 대해 시설물에 요구되는 성능수준. 기능수행수준, 즉시복구수준, 장기복구/인명보호수준과 붕괴방지수준으로 구분
  2. 변위의존형 감쇠장치-하중응답이 주로 장치 양 단부 사이의 상대속도에 의해 결정되는 감쇠장치로서, 추가로 상대변위의 함수에 종속될 수도 있음
  3. 성능기반 내진설계-엄격한 규정 및 절차에 따라 설계하는 사양기반설계에서 벗어나서 목표로 하는 내진성능수준을 달성할 수 있는 다양한 설계기법의 적용을 허용하는 설계
  4. 응답스펙트럼-지반운동에 대한 단자유도 시스템의 최대응답을 고유주기 또는 고유진동수의 함수로 표현한 스펙트럼
(정답률: 48%)
  • 변위의존형 감쇠장치는 상대속도와 함께 상대변위의 함수에 종속될 수도 있다는 설명이 옳지 않습니다. 감쇠장치의 종류 중 하나인 변위의존형 감쇠장치는 하중응답이 주로 장치 양 단부 사이의 상대속도에 의해 결정되는 것이 맞습니다. 하지만 추가로 상대변위의 함수에 종속될 수는 없습니다.
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6. 철근콘크리트 기초판 설계에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 조적조 벽체를 지지하는 기초판의 최대 계수휨모멘트를 계산할 때 위험단면은 벽체 중심과 단부 사이의 1/4 지점으로 한다.
  2. 휨모멘트에 대한 설계 시 1방향 기초판 또는 2방향 정사각형 기초판에서 철근은 기초판 전체 폭에 걸쳐 균등하게 배치하여야 한다.
  3. 말뚝기초의 기초판 설계에서 말뚝의 반력은 각 말뚝의 중심에 집중된다고 가정하여 휨모멘트와 전단력을 계산할 수 있다.
  4. 기초판 윗면부터 하부철근까지 깊이는 직접기초의 경우는 150mm 이상, 말뚝기초의 경우는 300mm 이상으로 하여야 한다.
(정답률: 47%)
  • "조적조 벽체를 지지하는 기초판의 최대 계수휨모멘트를 계산할 때 위험단면은 벽체 중심과 단부 사이의 1/4 지점으로 한다."이 옳지 않은 설명입니다. 위험단면은 벽체 중심과 단부 사이의 1/3 지점으로 한다는 것이 옳은 설명입니다. 이유는 벽체 중심과 단부 사이의 1/3 지점에서는 굽힘모멘트와 전단력이 최대값을 가지기 때문입니다.
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7. 조적식구조의 재료 및 강도설계법에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 시멘트성분을 지닌 재료 또는 첨가제들은 에폭시수지와 그 부가물이나 페놀, 석면섬유 또는 내화점토를 포함할 수 없다.
  2. 모멘트저항벽체골조의 설계전단강도는 공칭강도에 강도감소계수 0.8을 곱하여 산정한다.
  3. 그라우트의 압축강도는 조적개체 강도의 1.3배 이상으로 한다.
  4. 보강근의 최소 휨직경은 직경 10mm에서 25mm까지는 보강근의 8배이고, 직경 29mm부터 35mm까지는 6배로 한다.
(정답률: 29%)
  • 보강근의 최소 휨직경은 직경 10mm에서 25mm까지는 보강근의 8배이고, 직경 29mm부터 35mm까지는 6배로 한다는 설명이 옳지 않습니다. 보강근의 최소 휨직경은 직경 10mm에서 25mm까지는 보강근의 6배이고, 직경 29mm부터 35mm까지는 5배로 한다는 것이 옳은 설명입니다. 이는 국내 건축구조기준에 따른 것입니다.
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8. 프리스트레스트 콘크리트 부재의 설계에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 프리스트레스트 콘크리트 휨부재는 미리 압축을 가한 인장구역에서 계수하중에 의한 인장연단응력의 크기에 따라 비균열등급, 부분균열등급, 완전균열등급으로 구분된다.
  2. 프리스트레스를 도입할 때의 응력계산 시 균열단면에서 콘크리트는 인장력에 저항할 수 없는 것으로 가정한다.
  3. 비균열등급과 부분균열등급 휨부재의 사용하중에 의한 응력은 비균열단면을 사용하여 계산한다.
  4. 완전균열단면 휨부재의 사용하중에 의한 응력은 균열환산단면을 사용하여 계산한다.
(정답률: 21%)
  • "프리스트레스트를 도입할 때의 응력계산 시 균열단면에서 콘크리트는 인장력에 저항할 수 없는 것으로 가정한다."가 옳지 않은 설명입니다. 프리스트레스트 콘크리트 부재의 설계에서는 프리스트레스를 도입하여 압축력을 가한 후 콘크리트에 하중을 가해 인장응력을 줄이는 방법을 사용합니다. 따라서 균열단면에서 콘크리트는 인장력에 저항할 수 있습니다.
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9. 과도한 처짐에 의해 손상되기 쉬운 비구조요소를 지지 또는 부착하지 않은 1방향 바닥구조의 최대 허용처짐 조건으로 옳은 것은?

  1. 활하중에 의한 순간처짐이 부재길이의 1/180 이하
  2. 활하중에 의한 순간처짐이 부재길이의 1/360 이하
  3. 전체 처짐 중에서 비구조 요소가 부착된 후에 발생하는 처짐부분이 부재길이의 1/480 이하
  4. 전체 처짐 중에서 비구조 요소가 부착된 후에 발생하는 처짐부분이 부재길이의 1/240 이하
(정답률: 45%)
  • 정답은 "활하중에 의한 순간처짐이 부재길이의 1/360 이하"입니다.

    이유는 다음과 같습니다.

    1방향 바닥구조는 지지 또는 부착하지 않은 비구조요소를 사용하기 때문에, 과도한 처짐에 의해 손상될 가능성이 높습니다. 따라서 최대 허용처짐 조건을 설정하여 안전성을 확보해야 합니다.

    이때, 활하중에 의한 순간처짐이 부재길이의 1/360 이하라는 조건은, 바닥구조가 받을 수 있는 최대 하중을 고려하여 설정된 것입니다. 즉, 바닥구조가 받을 수 있는 하중에 대한 안전성을 고려하여, 하중에 의한 처짐이 일정 수준 이상 발생하지 않도록 설정한 것입니다.

    따라서, 이 조건을 만족하는 1방향 바닥구조는 안전하게 사용할 수 있습니다.
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10. 비구조요소의 내진설계에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 파라펫, 건물외부의 치장 벽돌 및 외부치장마감석재는 내진설계가 수행되어야 한다.
  2. 비구조요소의 내진설계는 구조체의 내진설계와 분리하여 수행할 수 없다.
  3. 건축비구조요소는 캔틸레버 형식의 구조요소에서 발생하는 지점회전에 의한 수직방향 변위를 고려하여 설계되어야 한다.
  4. 설계하중에 의한 비구조요소의 횡방향 혹은 면외방향의 휨이나 변형이 비구조요소의 변형한계를 초과하지 않아야 한다.
(정답률: 52%)
  • "비구조요소의 내진설계는 구조체의 내진설계와 분리하여 수행할 수 없다."가 옳지 않은 것이다. 비구조요소의 내진설계는 구조체의 내진설계와 분리하여 수행할 수 있다.
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11. 목구조에 사용되는 구조용 합판의 품질기준으로 옳지 않은 것은?

  1. 접착성으로 내수 인장 전단 접착력이 0.7MPa 이상인 것
  2. 함수율이 13% 이하인 것
  3. 못접합부의 최대 전단내력의 40%에 해당하는 값이 700N 이상인 것
  4. 못접합부의 최대 못뽑기 강도가 60N 이상인 것
(정답률: 44%)
  • "못접합부의 최대 못뽑기 강도가 60N 이상인 것"이 옳지 않은 것은, 못뽑기 강도가 높을수록 구조물의 안전성이 높아지기 때문입니다. 따라서, 못뽑기 강도가 높을수록 좋은 품질 기준이 됩니다.
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12. 용접H형강(H-500×200×10×16) 보 웨브의 판폭두께비는?

  1. 42.0
  2. 46.8
  3. 54.8
  4. 56.0
(정답률: 58%)
  • 용접H형강(H-500×200×10×16)의 단면적은 (500-2×16)×(200-2×10)×10 = 92000mm² 이다. 보 웨브의 단면적은 200×10 = 2000mm² 이므로, 판폭두께비는 92000/2000 = 46.8 이 된다. 따라서 정답은 "46.8" 이다.
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13. 말뚝재료의 허용응력에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 기성콘크리트말뚝의 허용압축응력은 콘크리트설계기준강도의 최대 1/4까지를 말뚝재료의 허용압축응력으로 한다.
  2. 기성콘크리트말뚝에 사용하는 콘크리트의 설계기준강도는 30MPa 이상으로 하고, 허용지지력은 말뚝의 최소단면에 대하여 구하는 것으로 한다.
  3. 현장타설콘크리트말뚝의 최대 허용압축하중은 각 구성요소의 재료에 해당하는 허용압축응력을 각 구성요소의 유효단면적에 곱한 각 요소의 허용압축하중을 합한 값으로 한다.
  4. 강재말뚝의 허용압축력은 일반의 경우 부식부분을 제외한 단면에 대해 재료의 항복응력과 국부좌굴응력을 고려하여 결정한다.
(정답률: 39%)
  • "기성콘크리트말뚝에 사용하는 콘크리트의 설계기준강도는 30MPa 이상으로 하고, 허용지지력은 말뚝의 최소단면에 대하여 구하는 것으로 한다."이 옳지 않은 설명입니다. 기성콘크리트말뚝의 허용응력은 콘크리트설계기준강도의 최대 1/4까지를 말뚝재료의 허용압축응력으로 산정합니다.
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14. 강구조 내화설계에 대한 용어의 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 내화강-크롬, 몰리브덴 등의 원소를 첨가한 것으로서 600°C의 고온에서도 항복점이 상온의 2/3 이상 성능이 유지되는 강재
  2. 설계화재-건축물에 실제로 발생하는 내화설계의 대상이 되는 화재의 크기
  3. 구조적합시간-합리적이고 공학적인 해석방법에 의하여 화재발생으로부터 건축물의 주요 구조부가 단속 및 연속적인 붕괴에 도달하는 시간
  4. 사양적 내화설계-건축물에 실제로 발생되는 화재를 대상으로 합리적이고 공학적인 해석방법을 사용하여 화재크기, 부재의 온도상승, 고온환경에서 부재의 내력 및 변형 등을 예측하여 건축물의 내화성능을 평가하는 내화설계방법
(정답률: 33%)
  • "구조적합시간-합리적이고 공학적인 해석방법에 의하여 화재발생으로부터 건축물의 주요 구조부가 단속 및 연속적인 붕괴에 도달하는 시간"은 내화설계와는 관련이 없는 용어이다. 내화설계는 건축물의 내화성능을 평가하는 방법이며, 구조적합시간은 건축물의 안전성을 평가하는 방법이다.
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15. 그림과 같은 두 단순지지보에서 중앙부 처짐량이 동일할 때, P2/P1의 값은? (단, 보의 자중은 무시하고, 재질과 단면의 성질은 동일하며, 하중 P1과 P2는 보의 중앙에 작용한다)

  1. 2
  2. 4
  3. 6
  4. 8
(정답률: 36%)
  • 두 지지점에서의 반력이 동일하므로, 중앙에서의 반력도 동일하다. 따라서 중앙에서의 처짐량이 동일하다. 이때, 처짐량은 하중과 보의 길이, 단면의 관성 모멘트, 탄성계수 등에 의해 결정된다. 하지만 문제에서 재질과 단면의 성질이 동일하므로, 처짐량은 하중과 보의 길이에만 비례한다. 따라서 P2/P1 = L1/L2 = 8/1 = 8 이다.
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16. 그림과 같이 단순지지보에 삼각형 분포하중이 작용 시, 지점 A로부터 최대 휨모멘트가 발생하는 점과의 거리는? (단, 보의 자중은 무시한다)

  1. 2√3m
  2. 3√2m
  3. 6 - 2√3m
  4. 6 -3√2m
(정답률: 48%)
  • 삼각형 분포하중이 작용하는 영역의 중심점과 A 지점을 연결하면 삼각형의 높이와 밑변을 알 수 있습니다. 이를 이용하여 삼각형의 넓이를 구하고, 이를 이용하여 중심점으로부터 A 지점까지의 거리를 구할 수 있습니다.

    삼각형의 높이는 4m, 밑변은 6m 이므로 삼각형의 넓이는 (1/2)×4m×6m=12m² 입니다. 이제 중심점으로부터 A 지점까지의 거리를 구해보겠습니다.

    중심점으로부터 A 지점까지의 거리를 x 라고 하면, 삼각형의 넓이는 (1/2)×4m×x=2mx 입니다. 이를 이용하여 x를 구하면 x=6-3√2m 입니다.

    하지만 문제에서 원하는 것은 A 지점으로부터 최대 휨모멘트가 발생하는 점까지의 거리이므로, 이 값을 반으로 나누어 주어야 합니다. 따라서 최종적으로 정답은 6-2√3m 입니다.
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17. 강구조 모멘트골조의 내진설계기준에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 특수모멘트골조의 접합부는 최소 0.03rad의 층간변위각을 발휘할 수 있어야 한다.
  2. 특수모멘트골조의 경우, 기둥외주면에서 접합부의 계측휨강도는 0.04rad의 층간변위에서 적어도 보 공칭소성모멘트의 70% 이상을 유지해야 한다.
  3. 중간모멘트골조의 접합부는 최소 0.02rad의 층간변위각을 발휘할 수 있어야 한다.
  4. 보통모멘트골조의 반응수정계수는 3이다.
(정답률: 33%)
  • 중간모멘트골조의 접합부는 최소 0.02rad의 층간변위각을 발휘할 수 있어야 한다. 이는 지진 등의 외부하중에 의해 건물이 변형될 때, 강구조 모멘트골조의 접합부에서 발생하는 응력을 줄이기 위한 것입니다. 따라서 접합부가 일정한 각도로 변형할 수 있도록 설계되어야 합니다.
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18. 그림과 같은 캔틸레버형 구조물의 부재 AB에서 지점 A로부터 휨모멘트가 0이 되는 점과의 거리는? (단, 부재의 자중은 무시한다)

  1. 1m
  2. 2m
  3. 3m
  4. 5m
(정답률: 39%)
  • 부재 AB에서 힘의 균형을 이용하여 지점 A로부터의 거리를 구할 수 있다. 부재 AB에서 왼쪽으로 작용하는 힘은 10kN, 오른쪽으로 작용하는 힘은 20kN이다. 이는 부재 AB에서 오른쪽으로 10kN의 힘이 작용하는 것과 같으므로, 부재 AB의 중심에서 오른쪽으로 10kN의 힘이 작용하는 것으로 생각할 수 있다. 따라서, 부재 AB의 중심으로부터 지점 A까지의 거리는 2m이다. 이때, 부재 AB의 중심에서 왼쪽으로 10kN의 힘이 작용하고, 오른쪽으로 20kN의 힘이 작용하므로, 지점 A로부터 왼쪽으로 10kN × 2m = 20kNm의 모멘트가 작용하고, 오른쪽으로 20kN × x = 20kNx의 모멘트가 작용한다. 따라서, 20kNx = 20kNm이 되어 x = 1m이다. 따라서, 지점 A로부터 휨모멘트가 0이 되는 점과의 거리는 2m + 1m = 3m이다. 따라서, 정답은 "3m"이다.
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19. 그림과 같은 길이가 L인 압축재가 부재의 중앙에서 횡방향지지되어 있을 경우, 이 부재의 면내방향 탄성좌굴하중(Pcr)은? (단, 부재의 자중은 무시하고, 면외방향좌굴은 발생하지 않는다고 가정하며, 부재단면의 휨강성은 EI이다)

(정답률: 49%)
  • 이 부재는 횡방향 지지로 인해 면내방향 좌굴하중을 받게 된다. 이 때, 좌굴하중은 Euler-Bernoulli 방정식을 이용하여 구할 수 있다. Euler-Bernoulli 방정식은 다음과 같다.



    여기서, Pcr은 면내방향 좌굴하중, E는 탄성계수, I는 단면 2차 모멘트이다. L은 부재의 길이이며, k는 좌굴모드 상수이다. k는 부재의 지지조건에 따라 다르게 결정된다. 이 문제에서는 횡방향 지지이므로 k=0.5이다.

    따라서, Pcr은 다음과 같이 구할 수 있다.



    정답은 ""이다.
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20. 콘크리트 구조의 설계원칙과 기준에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 용접 이형철망을 제외한 전단철근의 설계기준항복강도는 500MPa을 초과할 수 없다.
  2. 철근콘크리트 부재축에 직각으로 배치된 전단철근의 간격은 600mm를 초과할 수 없다.
  3. 콘크리트 구조물의 탄산화 내구성 평가에서 탄산화에 대한 허용 성능저하 한도는 탄산화 침투깊이가 철근의 깊이까지 도달한 상태를 탄산화에 대한 허용 성능저하 한계상태로 정한다.
  4. 크리프 계산에 사용되는 콘크리트의 초기접선탄성계수는 할선탄성계수의 0.9배로 한다.
(정답률: 35%)
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