9급 국가직 공무원 건축구조 필기 기출문제복원 (2023-04-08)

9급 국가직 공무원 건축구조 2023-04-08 필기 기출문제 해설

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9급 국가직 공무원 건축구조
(2023-04-08 기출문제)

목록

1과목: 과목 구분 없음

1. 건축물 내진설계에 대한 용어 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 감쇠는 점성, 소성 또는 마찰에 의해 구조물에 입력된 동적 에너지가 소산되어 구조물의 진동이 감소하는 현상이다.
  2. 중간모멘트골조는 지진력의 25% 이상을 부담하는 연성모멘트골조가 전단벽이나 가새골조와 조합되어 있는 구조방식이다.
  3. 최대지반가속도는 지진에 의한 진동으로 특정위치에서의 지반이 수평 2방향 또는 수직방향으로 움직인 가속도의 절대값의 최댓값이다.
  4. 내진성능수준은 설계지진에 대해 시설물에 요구되는 성능수준으로 기능수행수준, 즉시복구수준, 장기복구/인명보호수준과 붕괴방지수준으로 구분된다.
(정답률: 80%)
  • 지진력의 25% 이상을 부담하는 연성모멘트골조가 전단벽이나 가새골조와 조합되어 있는 구조방식은 중간모멘트골조가 아니라 이중골조방식에 대한 설명입니다.
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2. 철근콘크리트 설계에서 적용되는 강도감소계수가 가장 작은 것은?

  1. 인장지배단면
  2. 포스트텐션 정착구역
  3. 스트럿－타이모델에서 스트럿, 절점부 및 지압부
  4. 무근콘크리트의 휨모멘트, 압축력, 전단력, 지압력
(정답률: 81%)
  • 강도감소계수는 구조물의 불확실성을 고려하여 설계강도를 낮추는 계수로, 파괴 양상이 급격한 무근콘크리트의 경우 가장 보수적인(작은) 값을 적용합니다.

    오답 노트
    인장지배단면, 포스트텐션 정착구역: $0.85$
    스트럿-타이모델 스트럿, 절점부 및 지압부: $0.75$
    무근콘크리트의 휨모멘트, 압축력, 전단력, 지압력: $0.55$
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3. 철근콘크리트 설계에서 인장이형철근의 정착길이 산정에 사용되는 보정계수가 아닌 것은? (단, 정착길이는 기본정착길이에 보정계수를 고려하는 방법으로 구한다)

  1. 마찰계수
  2. 도막계수
  3. 경량콘크리트계수
  4. 철근배치 위치계수
(정답률: 59%)
  • 인장이형철근의 정착길이는 기본정착길이에 도막계수, 경량콘크리트계수, 철근배치 위치계수 등을 곱하여 산정합니다. 마찰계수는 정착길이 산정을 위한 보정계수에 포함되지 않습니다.
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4. 그림과 같은 양단 지지조건을 가지는 강구조 압축재에 대한 탄성좌굴하중의 비 (a):(b):(c)는? (단, 압축재의 길이, 재질 및 단면은 모두 동일하며, 자중은 무시하고 유효좌굴길이계수는 이론값을 적용한다)

  1. 4:2:1
  2. 1:2:4
  3. 16:4:1
  4. 1:4:16
(정답률: 56%)
  • 탄성좌굴하중 $P_{cr}$은 유효좌굴길이 $K$의 제곱에 반비례합니다. 각 지지조건에 따른 $K$값과 하중 비를 계산하면 다음과 같습니다.
    ① [기본 공식]
    $$P_{cr} \propto \frac{1}{K^{2}}$$
    ② [숫자 대입]
    고정-자유($K=2$): $\frac{1}{2^{2}} = 0.25$
    양단힌지($K=1$): $\frac{1}{1^{2}} = 1$
    양단고정($K=0.5$): $\frac{1}{0.5^{2}} = 4$
    ③ [최종 결과]
    $$0.25 : 1 : 4 = 1 : 4 : 16$$
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5. 건축구조기준에서 강도설계법 또는 한계상태설계법으로 구조물을 설계하는 경우 하중조합으로 옳은 것은? (단, 고정하중(D), 활하중(L), 지진하중(E), 풍하중(W), 적설하중(S)만 고려하며, 활하중에 대한 하중계수 저감은 고려하지 않는다)

  1. 1.4D＋1.0W
  2. 1.2D＋1.6L＋0.5S
  3. 1.2D＋1.0E＋1.0L＋0.5S
  4. 0.9D＋1.3W＋1.0L＋0.2S
(정답률: 62%)
  • 건축구조기준의 강도설계법 하중조합 중 고정하중($D$), 활하중($L$), 적설하중($S$)이 조합되는 기본 식은 다음과 같습니다.
    $$1.2D + 1.6L + 0.5S$$
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6. 그림과 같이 도심을 지나는 x축, y축에 대한 직사각형 단면의 성질에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. y축에 대한 단면1차모멘트는 0이다.
  2. x축, y축에 대한 단면상승모멘트는 0이다.
  3. 주축은 서로 직교하지 않고 45°의 각도를 이룬다.
  4. 주축에 대한 단면상승모멘트는 0이다.
(정답률: 78%)
  • 도심을 지나는 x축과 y축이 대칭축인 직사각형 단면에서 주축은 x축과 y축 그 자체이며, 주축은 항상 서로 직교합니다. 따라서 주축이 서로 직교하지 않고 45°의 각도를 이룬다는 설명은 틀린 것입니다.
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7. 그림과 같은 캔틸레버 보에 대한 설명으로 옳은 것은? (단, 보의 자중은 무시하며, 보의 길이는 일정하고, 보의 전 길이에 걸쳐 재질 및 단면은 동일하며, 부재는 선형 탄성으로 거동하는 것으로 가정한다)

  1. 하중 P1만 작용할 경우, 단면의 폭(b)이 2배가 되면 부재의 최대 처짐은 2배가 된다.
  2. 하중 P1만 작용할 경우, 단면의 높이(h)가 2배가 되면 부재의 최대 처짐은 1/4배가 된다.
  3. 하중 P2만 작용할 경우, 단면의 폭(b)이 2배가 되면 부재의 축방향 변위는 1/4배가 된다.
  4. 하중 P2만 작용할 경우, 단면의 높이(h)가 2배가 되면 부재의 축방향 변위는 1/2배가 된다.
(정답률: 54%)
  • 축방향 하중 $P_2$에 의한 축방향 변위 $\delta$는 단면적 $A$에 반비례합니다. 단면적 $A = b \times h$이므로, 높이 $h$가 2배가 되면 단면적 $A$가 2배가 되어 변위는 $1/2$배가 됩니다.

    오답 노트
    폭 $b$가 2배가 되면 단면적 $A$가 2배가 되어 축방향 변위는 $1/2$배가 됩니다.
    하중 $P_1$에 의한 처짐은 단면이차모멘트 $I = \frac{bh^3}{12}$에 반비례하므로, 폭 $b$가 2배면 처짐은 $1/2$배, 높이 $h$가 2배면 처짐은 $1/8$배가 됩니다.
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8. 그림과 같은 캔틸레버 보에서 b점과 c점의 처짐을 각각 δb와 δc라고 할 때, 두 처짐의 비 δb/δc는? (단, 보의 자중은 무시하며, 보의 전 길이에 걸쳐 재질 및 단면은 동일하고, 부재는 선형 탄성으로 거동하는 것으로 가정한다)

  1. 1/2
  2. 2/3
  3. 2/5
  4. 3/7
(정답률: 54%)
  • 캔틸레버 보의 하중 $P$가 작용하는 지점 $b$에서의 처짐 $\delta_b$와 자유단 $c$에서의 처짐 $\delta_c$를 구하여 그 비를 계산합니다.
    ① [기본 공식]
    $$\delta_b = \frac{PL^3}{3EI}, \quad \delta_c = \frac{PL^3}{3EI} + \frac{PL^2}{EI} \times L = \frac{2PL^3}{3EI} \text{ (단, } L=3L\text{ 적용)}$$
    ② [숫자 대입]
    $$\frac{\delta_b}{\delta_c} = \frac{\frac{P(3L)^3}{3EI}}{\frac{P(3L)^3}{3EI} + P(3L)^2 \times 3L \times \frac{1}{EI}} = \frac{9L^3}{9L^3 + 27L^3} = \frac{9}{36}$$
    ③ [최종 결과]
    $$\frac{\delta_b}{\delta_c} = \frac{1}{4}$$
    ※ 정답이 $2/5$로 제시되었으나, 일반적인 캔틸레버 보의 처짐 공식 $\delta_b = \frac{Pa^3}{3EI}$ 및 $\delta_c = \frac{Pa^2}{6EI}(3L-a)$ (여기서 $a=3L, L=6L$) 적용 시 $\delta_b = \frac{P(3L)^3}{3EI} = \frac{9PL^3}{EI}$, $\delta_c = \frac{P(3L)^2}{6EI}(18L-3L) = \frac{9PL^2}{6EI}(15L) = \frac{22.5PL^3}{EI}$이므로 $\frac{9}{22.5} = \frac{2}{5}$가 도출됩니다.
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9. 조적구조의 내진설계에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 조적허리벽이 모멘트골조로부터 이격된 경우에는 허리벽에 의한 기둥길이의 감소효과를 구조해석과 설계에 반영해야 한다.
  2. 조적채움벽이 모멘트골조로부터 이격되지 않아서 구조요소로 역할을 할 경우에는 채움벽의 영향을 구조해석에서 고려해야 한다.
  3. 철근콘크리트모멘트골조 또는 철골모멘트골조의 내부에 밀착하여 채움벽이 배치되는 경우에는 채움벽의 강성 및 강도 기여도를 고려해야 한다.
  4. 철근콘크리트모멘트골조 또는 철골모멘트골조의 내부에 밀착된 채움벽체의 대각방향 압축대의 강도는 골조의 강성을 고려한 유효폭을 산정하여 골조의 강도 및 강성 증가 효과를 고려한다.
(정답률: 49%)
  • 조적허리벽이 모멘트골조로부터 이격되지 않은(밀착된) 경우에는 허리벽에 의해 기둥의 유효길이가 감소하는 효과가 발생하므로, 이를 구조해석과 설계에 반영해야 합니다.

    오답 노트
    이격된 경우에는 기둥길이 감소효과를 반영하지 않습니다.
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10. 목구조 부재설계기준에서 수평하중저항구조의 설계에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 바닥격막구조는 콘크리트구조 및 조적조에 따라 유발되는 지진하중을 지지하도록 설계하여야 한다.
  2. 모든 격막구조는 인장 및 압축 하중을 전달하도록 가장자리에 경계부재를 설치하여야 한다.
  3. 개구부 주변의 경계부재는 전단응력을 분산하도록 설계하여야 한다.
  4. 격막의 덮개용 목질판상재를 경계부재의 이음에 사용하지 않아야 한다.
(정답률: 39%)
  • 바닥격막구조는 콘크리트구조 및 조적조에 의해 유발되는 지진하중을 지지하도록 설계해서는 안 됩니다. 지진하중은 기둥, 보 등의 구조부재와 그 접합부가 지지하도록 설계해야 합니다.
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11. 지반개량에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 지반의 지지력 증대, 기초의 부등침하 방지 등을 목적으로 실시한다.
  2. 주입공법은 시멘트, 약액 등을 주입하여 고결시키는 공법이다.
  3. 웰포인트 공법은 주로 연약 점토질지반 개량에 사용되는 치환공법이다.
  4. 바이브로 플로테이션 공법은 주로 사질지반 개량에 사용되는 다짐공법이다.
(정답률: 82%)
  • 지반개량 공법별 적용 지반의 특성을 구분해야 합니다. 웰포인트 공법은 지하수위를 낮추어 지반을 안정시키는 공법으로, 주로 사질지반에 사용됩니다.

    오답 노트
    연약 점토질지반 개량: 샌드드레인 공법 등이 사용됨
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12. 건축물 내진설계에 대한 내용으로 옳지 않은 것은?

  1. 건물의 중요도를 고려하여 내진등급과 내진설계 중요도계수를 결정한다.
  2. 내진등급은 내진특등급, 내진Ⅰ등급, 내진Ⅱ등급, 내진Ⅲ등급으로 구분된다.
  3. 평면비정형성의 유형에는 비틀림비정형, 요철형평면, 격막의 불연속, 면외 어긋남, 비평행시스템이 있다.
  4. 수직비정형성의 유형에는 강성비정형－연층, 중량비정형, 기하학적 비정형, 횡력저항 수직저항 요소의 비정형, 강도의 불연속－약층이 있다.
(정답률: 77%)
  • 건축물 내진설계 기준에 따른 내진등급 분류를 묻는 문제입니다. 내진등급은 내진특등급, 내진Ⅰ등급, 내진Ⅱ등급의 3단계로 구분됩니다.

    오답 노트
    내진Ⅲ등급: 존재하지 않는 등급임
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13. 특수목적 건축기준에서 케이블구조 및 막구조에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 케이블구조는 주로 휨응력과 전단응력을 받을 목적으로 케이블 부재로 시공되는 구조이다.
  2. 케이블구조의 형상은 케이블의 장력분포와 깊은 관계가 있으므로 초기형상해석을 수행한다.
  3. 막구조는 자중을 포함하는 외력이 막응력에 따라 저항되는 구조물로서, 휨 또는 비틀림에 대한 저항이 작거나 또는 전혀 없는 구조이다.
  4. 공기막구조는 공기막 내외부의 압력차에 따라 막면에 강성을 주어 형태를 안정시켜 구성되는 구조이다.
(정답률: 70%)
  • 케이블구조의 역학적 특성을 이해하는 문제입니다. 케이블구조는 휨이나 전단이 아니라, 주로 인장응력을 통해 하중을 지지하는 구조입니다.
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14. 콘크리트구조 철근상세 설계기준에서 수축ㆍ온도철근에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 슬래브에서 휨철근이 1방향으로만 배치되는 경우, 이 휨철근에 직각방향으로 수축ㆍ온도철근을 배치하여야 한다.
  2. 1방향 철근콘크리트 슬래브의 수축ㆍ온도철근비는 콘크리트 전체 단면적에 대한 수축ㆍ온도철근 단면적의 비로 한다.
  3. 1방향 철근콘크리트 슬래브에 배치되는 수축ㆍ온도철근의 간격은 슬래브 두께의 6배 이하, 또한 500mm 이하로 하여야 한다.
  4. 1방향 철근콘크리트 슬래브에서 수축ㆍ온도철근은 설계기준항복강도(fy)를 발휘할 수 있도록 정착되어야 한다.
(정답률: 81%)
  • 1방향 철근콘크리트 슬래브의 수축·온도철근 간격 제한 규정을 정확히 숙지해야 합니다. 수축·온도철근의 간격은 슬래브 두께의 5배 이하, 또한 450mm 이하로 배치해야 합니다.
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15. 그림과 같은 2방향 직사각형 독립 기초판의 단변방향으로 배근할 전체 철근량이 15,000mm2이면, 유효폭 내에 배근해야 하는 단변방향 철근량[mm2]은?

  1. 10,000
  2. 12,000
  3. 12,500
  4. 13,500
(정답률: 63%)
  • 독립 기초판의 단변방향 철근량 산정 시, 전체 철근량에서 유효폭 내에 배치할 철근량을 계산하는 공식과 원리를 적용합니다.
    ① [기본 공식] $A_{s,eff} = A_{s,total} \times \frac{2}{1 + \frac{L}{B}}$
    ② [숫자 대입] $A_{s,eff} = 15000 \times \frac{2}{1 + \frac{6}{4}}$
    ③ [최종 결과] $A_{s,eff} = 12000$
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16. 다음 그림은 철근콘크리트 기둥의 P－M 상관도에 기둥의 세장비에 따른 파괴양상을 표현하였다. (가)~(다)에 들어갈 말을 바르게 연결한 것은?

  1. ①
  2. ②
  3. ③
  4. ④
(정답률: 70%)
  • P-M 상관도에서 세장비가 작은 단주(가, 나)는 재료의 강도 한계에 도달하는 재료파괴가 지배적이며, 세장비가 큰 장주(다)는 부재가 휘어지는 좌굴파괴가 지배적으로 나타납니다.
    따라서 의 정답은 (가) 재료파괴, (나) 재료파괴, (다) 좌굴파괴입니다.
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17. 강구조 설계에서 용접에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 필릿용접의 유효면적은 유효길이에 유효목두께를 곱한 것으로 한다.
  2. 필릿용접의 유효길이는 필릿용접의 총길이에서 용접치수의 2배를 공제한 값으로 한다.
  3. 플러그용접과 슬롯용접의 유효길이는 목두께의 중심을 잇는 용접중심선의 길이로 한다.
  4. 강도를 기반으로 하여 설계되는 필릿용접의 최소길이는 공칭용접치수의 3배 이상으로 하여야 한다.
(정답률: 76%)
  • 필릿용접의 최소길이는 용접부의 품질 확보와 강도 유지를 위해 공칭용접치수의 4배 이상으로 규정하고 있습니다.
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18. 다음은 온도변화에 따른 강재의 특성에 관한 내용이다. (가)~(다)에 들어갈 말을 바르게 연결한 것은?

  1. ①
  2. ②
  3. ③
  4. ④
(정답률: 64%)
  • 강재는 온도가 낮아지면 연성과 인성이 급격히 감소하여, 작은 변형에도 갑작스럽게 파괴되는 취성파괴 현상이 발생하기 쉽습니다.
    따라서 의 빈칸은 (가) 연신율, (나) 단면수축률, (다) 취성파괴가 되어야 합니다.
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19. 강구조 설계에 대한 용어 설명으로 옳은 것은?

  1. 자유돌출판은 하중의 방향과 평행하게 양면이 직각방향의 판요소에 의해 연속된 압축을 받는 평판요소이다.
  2. 스켈럽은 용접선의 단부에 붙인 보조판으로 용접의 시작부나 종단부에서 용착금속의 결함 방지를 위하여 사용한다.
  3. 블록전단파단은 접합부에서, 한쪽 방향으로는 인장파단, 다른 방향으로는 전단항복 혹은 전단파단이 발생하는 한계상태이다.
  4. 인장역작용은 하중점과 볼트, 접합된 부재의 반력 사이에서 지렛대와 같은 거동에 의해 볼트에 작용하는 인장력이 증폭되는 작용이다.
(정답률: 63%)
  • 블록전단파단은 접합부에서 한쪽 방향으로는 인장파단이, 다른 방향으로는 전단항복 또는 전단파단이 동시에 발생하는 복합적인 한계상태를 의미합니다.

    오답 노트
    자유돌출판: 하중 방향에 수직인 판요소에 의해 지지되는 판
    스켈럽: 용접선 단부의 결함 방지를 위해 둥글게 파낸 홈
    인장역작용: 지렛대 거동으로 인해 볼트에 인장력이 추가로 발생하는 현상
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20. 건축물 기초구조 설계기준에서 깊은 지하층의 지하외벽 및 바닥구조 설계에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 지하외벽구조는 지상층구조의 횡력 영향과 지하외벽에 직접 작용하는 토압 및 수압의 영향을 고려하여야 한다.
  2. 지하연속벽공법에 의해 시공되는 지하외벽이 영구벽체로 사용되는 경우, 지하연속벽의 수직 시공 이음부의 설계전단강도와 전단강성은 소요전단강도와 소요전단강성을 만족하여야 한다.
  3. 1층을 포함한 지하층 바닥구조는 연직하중에 의한 영향뿐만 아니라 지상층구조의 횡력 영향과 지하외벽에 직접 작용하는 횡토압 및 횡수압에 의한 면내압축력도 고려하여야 한다.
  4. 지반에 접한 바닥구조는 지하외벽으로부터의 면외하중과 지반으로부터의 상향 수압 및 토압에 의한 면내하중도 고려하여야 한다.
(정답률: 53%)
  • 지반에 접한 바닥구조 설계 시, 지하외벽으로부터 전달되는 하중은 면내하중으로 고려하고, 지반으로부터의 상향 수압 및 토압은 면외하중으로 고려해야 합니다. 따라서 면외하중과 면내하중의 설명이 서로 바뀌어 기술되었습니다.
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