건축구조기술사 제108회(2016년) 기출문제

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1교시 13문항 중 10문항 선택 · 100분

1-1현장에서 기초를 수평으로 끊어치기 하는 경우가 있다. 이 경우 합성콘크리트 부재의 수평전단강도 개념을 적용한 보강방안을 제시하시오.10점답안 쓰기
1-2건축구조기준에서 휨부재의 최소한의 연성을 갖도록 규정하는 식을 최외단 인장철근의 순인장변형률 ε_t를 이용하여 설명하시오. (단, 계수축력은 없는 것으로 가정한다.)10점답안 쓰기
1-3폭이 넓은 보에서 스터럽을 배치할 경우 경사 압축력의 흐름을 단면으로 도시하고 적정한 스터럽의 횡방향 간격 기준을 제시하시오. (단, 외국 기준이나 지침을 준용해도 무방함)10점답안 쓰기
1-4콘크리트구조기준에서 연속 휨부재의 부 휨모멘트 재분배에 대하여 설명하시오.10점답안 쓰기
1-5말뚝(Pile) 압축재하시험의 목적, 종류, 장단점, 재하시험의 횟수에 대해 설명하시오.10점답안 쓰기
1-6철근콘크리트구조에서 플랫슬래브(Flat slab), 플랫플레이트(Flat plate)의 경우 특별한 구조해석을 하지 않고도 개구부를 둘 수 있다. 이에 대한 구조 제한사항을 설명하시오.10점답안 쓰기
1-7역량설계법(capacity design method)은 최근 내진설계기준의 근간을 이루는 설계법이다. 1) 역량설계법을 간략히 설명하시오. 2) 역량설계법에 의해 잘 설계된 모멘트골조, 중심가새골조, 편심가새골조의 에너지 소산부위(위치) 및 에너지소산 매커니즘을 설명하시오.10점답안 쓰기
1-8내진컴팩트(SC, seismic compact), 컴팩트(C, compact), 비컴팩트(NC,non-compact) 및 세장(S, slender) 플랜지를 갖는 H형강보의 모멘트-회전각 관계를 도시하고 휨강도 및 회전능력 측면 관점에서 설명하시오.10점답안 쓰기
1-9강구조물의 소성설계(plastic design)에서 횡지지거리 및 판폭두께비를 더 엄격히 제한하고, 강재의 항복강도의 상한을 부과하는 이유를 설명하시오.10점답안 쓰기
1-10H형강 보의 플랜지를 H형강 기둥의 플랜지에 직접 용접하여 모멘트접합을 할 때, 건축구조기준에 따라 검토하여야 하는, H형강 기둥의 플랜지와 웨브에 대한 국부적인 강도 5가지를 쓰시오.10점답안 쓰기
1-11내진설계에서는 모든 구조물을 평면 또는 수직의 정형 또는 비정형으로 구분한다. 건축구조기준에서 규정하고 있는 (1) 평면비정형성의 유형과 (2) 수직비정형성의 유형을 각각 5개씩 쓰시오.10점답안 쓰기
1-12건축구조기준에 따라 점유 사용하지 않는 지붕에 적용하는 지붕활하중에 대하여 다음 사항에 답하시오. 1) 지붕활하중에 포함된 하중 2) 기본등분포활하중의 값 3) 기본집중활하중의 값 4) 지붕활하중의 저감에 영향을 미치는 요소 5) 등분포활하중의 최소값10점답안 쓰기
1-13콘크리트 벽체는 지지하는 하중에 따라 다음과 같이 분류하고 있다. 다음 각 벽들의 정의를 간단히 쓰시오. 1) 내력벽(bearing wall) 2) 비내력벽(nonbearing wall) 3) 전단벽(shear wall) 4) 구조벽(structural wall) 5) 비구조벽(nonstructural wall)10점답안 쓰기

2교시 6문항 중 4문항 선택 · 100분

2-1횡구속골조(braced frames)의 유효좌굴길이계수 k를 좌굴길이 계산도표(alignment chart)를 이용해서 산정할 경우, 해당 주각부 또는 주두부의 타단(far end)이 힌지이면 1.5, 타단이 고정이면 2.0배만큼 보의 강비를 할증하여 보정해야 한다. 그 역학적 이유를 처짐각방정식(slope-deflection equation)을 활용하여 설명하시오.25점답안 쓰기
2-2다음 그림과 같이 집중하중이 작용하는 연속보의 처짐 형상을 그리시오. (단, 양쪽 경간의 길이와 부재는 동일하며, 양쪽 경간 처짐의 크고 작음을 알 수 있도록 그려야 한다.)25점답안 쓰기
2-3그림 (a)와 같은 조건의 인장재에 대하여 다음 물음에 답하시오. (단, 인장재의 응력-변형률(stress-strain) 관계는 아래 그림 (b)와 같다.) 1) 초기 탄성계수 E는 70000 MPa 임을 입증하시오. 2) 인장력 P = 20 kN 작용 시 위 인장재의 신장량(elongation)을 구하시오. 3) 하중 P를 제거했을 때 남게 되는 영구변형량을 구하시오. (단, 제하(unloading) 강성은 초기강성을 따르는 것으로 가정하시오.)25점답안 쓰기
2-4다음 그림 [부분 구조평면도]와 같이 양단을 단순접합한 H형강보의 상부 플랜지에 보안정용 횡좌굴가새를 Φ-19원형철근을 사용하여 상대구속가새로 설계하였다. 다음의 조건으로 이 횡좌굴가새에 대한 강도와 강성의 적합성을 검토하시오. < 조건 > - H형강보 : H-800×300×14×26 (F_y = 325 MPa) - H형강보에 작용하는 하중 ⦁고정하중 : w_D = 10.0 kN/m (보 자중 포함) ⦁활하중 : w_L = 30.0 kN/m - 횡좌굴가새 : Φ-19원형철근 (E = 205,000 MPa, F_y = 235 MPa, A_g = 284 mm²) - 버팀보의 축강성은 무한대로 가정하며, H형강 보의 중앙부에 배치되어 있다. - 바닥판은 보의 횡좌굴을 지지하지 못하는 구조시스템으로 가정한다. - 횡좌굴 상대구속가새에 대한 건축구조기준의 소요강도와 소요강성은 다음과 같다. ⦁소요강도 : P_br = 0.008 M_r C_d / h_o ⦁소요강성 : β_br = (4 M_r C_d / (φ L_b h_o)) 여기서, φ = 0.75, C_d：단곡률인 경우 1.0, 복곡률인 경우 2.025점답안 쓰기
2-5순스팬(ℓ_x)이 4.0 m인 양단부 고정인 일방향 슬래브가 있다. 여기에 차량하중이 작용할 경우 전단력 검토 후 단부의 철근 배근도를 스케치하시오. < 조건 > ○ 무근 콘크리트 마감두께 S = 200 mm ○ 앞바퀴 중심간격 : 1800 mm(바퀴 폭 a₁ = 600 mm 로 가정함) ○ 앞바퀴와 뒷바퀴 중심간격 : 4200 mm ○ 슬래브 두께 t = 250 mm (유효두께 d = 220 mm) ○ 최대 차륜하중 P_L = 98 kN임 (충격계수 i=1.3을 적용) ○ 휨 모멘트 계산용 유효폭(b_e) : b_e = 2/3(ℓ_x + a₂ + 2S) ○ 단부 전단력 계산용 유효폭(b_e) : b_e = a₁ + 5t ○ 철근 간격은 100 mm, 120 mm, 150 mm, 200 mm, 250 mm 만 사용할 것 ○ 단부, 중앙부 배근은 동일하게 할 것 ○ 배력근은 주근의 50%를 배치할 것 ○ f_ck = 27 MPa ○ f_y = 400 MPa (철근은 계산 편의를 위해 D13만 사용할 것)25점답안 쓰기
2-6각형강관 □-250×250×8(SM490)에 콘크리트(f_ck=24 MPa)로 채워진 7m 높이의 충전합성기둥의 중심에 고정하중 550 kN, 활하중 800 kN의 압축력이 작용할 때 충전합성기둥의 구조안전성을 검토하시오. (단, KBC2009적용, 기둥의 양단부 경계조건은 핀이다.) ◎ 검토조건 - 각형강관; □-250×250×8 (SM490강재) F_y=325MPa, F_u=490MPa, E_s=2.05×10⁵ MPa, A_s=7744mm² - 콘크리트 ; f_ck=24MPa, E_c=2.98×10⁴ MPa, A_c=54756mm² - P_D=550kN, P_L=800kN25점답안 쓰기

3교시 6문항 중 4문항 선택 · 100분

3-1다음 구조물의 탄성거동에서 붕괴에 이르기까지의 하중(P)-변위(δ) 관계도를 작성하시오. 그리고 이 과정에서 항복변위 δ_y, 및 항복하중 P_y, 붕괴변위 δ_c와 붕괴하중 P_c, 그리고 각 단계별 강성변화를 하중(P)-변위(δ) 관계도에 명확히 표시하시오. (단, 세 개의 강봉은 아래 오른쪽 그림과 같이 완전탄소성 응력-변형(stress-strain) 거동을 보인다고 가정한다.)25점답안 쓰기
3-2아래 등분포하중을 받는 케이블 구조의 처짐곡선 y(x) 및 케이블 AOB의 신장량(elongation)을 구하시오. (단, 케이블의 단면적과 탄성계수는 각각 A, E로 표시하고, 케이블의 자중은 무시한다.)25점답안 쓰기
3-3그림과 같은 3경간 연속 1방향슬래브에서, 내부받침부의 부모멘트 철근에 대한 휨모멘트강도와 내부경간 슬래브의 부모멘트 철근에 대한 절단위치의 적합성을 다음 조건으로 검토하시오. 구조해석은 아래 그림의 [지점의 부모멘트 공식]을 이용한다. ○ 콘크리트 : f_ck=21 MPa, 철근 : f_y=400 MPa ○ D13 철근의 단면적 : 127 mm² ○ 슬래브 두께 : 150 mm ○ 피복 두께 : 20 mm ○ 고정하중 : 5.0 kN/m² (슬래브 자중 포함) ○ 활하중 : 4.0 kN/m²25점답안 쓰기
3-4콘크리트구조의 비횡구속골조에서는 압축부재 양단의 확대휨모멘트 M₁과 M₂를 다음 식으로 구하여야 한다. M₁ = M₁ns + δ_s M₁s M₂ = M₂ns + δ_s M₂s 또한, 강구조의 횡하중저항구조시스템 부재의 소요2차휨강도 M_r과 소요2차축강도 P_r은 다음 식으로 산정하여야 한다. M_r = B₁M_nt + B₂M_lt P_r = P_nt + B₂P_lt 다음 그림과 같은 비대칭 골조에, 하중조합 1.2D + 1.6L에 의한 계수연직하중 w_u가 작용할 때, (1) M₁ns, M₂ns, M_nt, P_nt를 구하는 방법과 (2) M₁s, M₂s, M_lt, P_lt를 구하는 방법을 구조해석모델을 그려서 설명하시오.25점답안 쓰기
3-5양단부가 고정단으로 되어 있는 다음 그림과 같은 보가 있다. 고정하중은 5 kN/m², 활하중은 3.5 kN/m², 하중분담폭은 4.0 m 일 경우 압연 H 형강으로 단면의 안전성을 확인하시오. (단, 보 자중은 무시하고 국부좌굴 및 횡좌굴은 없는 것으로 하며, 강종은 SHN 490, 철골보는 H-500×200×10×16, 플랜지와 웨브의 모서리 반경(fillet) r = 0 으로 가정한다. 그리고, 안전성을 확인 시 모멘트와 전단력을 모두 고려하여 확인한다.)25점답안 쓰기
3-6말뚝(Pile)기초의 말뚝두부와 기초판의 결합방법에 대해 설명하시오. 1) 말뚝두부와 기초판의 결합방법의 종류를 설명하시오. 2) 말뚝두부와 말뚝의 재료종류(PHC 말뚝, 강관 말뚝, H형강 말뚝)에 의한 기초판의 강결합 방법을 구체적으로 스케치하시오.25점답안 쓰기

4교시 6문항 중 4문항 선택 · 100분

4-1다음과 같은 오피스 건물이 있다. 가장 합리적이라고 생각하는 (1) 구조 보의 배치 계획을 스케치하고, (2) 층고를 줄이기 위한 대안을 1가지만 제시하시오. (단, 큰 보(girder)와 작은 보(beam)의 부재 크기를 가정한 것을 포함시켜야 하고, 6.0 m×15.0 m 구획된 부분(A부)만 스케치 할 것. ) (단위 : mm) <조건> ○ 강재 SHN490(큰 보(girder)) ○ f_ck = 24 MPa ○ 강재 SHN400(작은 보(beam)) ○ 슬래브 두께 t = 150 mm ○ 슬래브 스팬은 3~4m 내외로 계획 ○ 마감두께 100 mm ○ 보 하부로 설비 배치 시 600 mm 공간 필요 (전등 + 내화피복만 필요시 150 mm 공간 필요) ○ 천장 높이 2700 mm ○ 층고 4200 mm ○ 바닥 고정하중 = 7.0 kN/m² (보자중 포함) ○ 바닥 활하중 = 3.5 kN/m²25점답안 쓰기
4-2등가 직사각형 콘크리트 응력 블록의 응력-변형률 관계를 이용하여 극한 상태에서 단면이 저항할 수 있는 공칭휨모멘트강도 M_n을 구하시오. 또한 강도감소계수 φ를 구하는 과정을 기술하고 설계휨모멘트강도 φM_n을 구하시오. < 조건 > f_ck = 24 MPa f_y = 400 MPa A_s = 1521 mm² (단위 : mm)25점답안 쓰기
4-3비횡구속골조(unbraced frames)의 안정성 설계에 직접해석법이 도입된 배경과 직접해석법 적용절차를 설명하시오.25점답안 쓰기
4-4다음 그림은 플랫플레이트 바닥판의 부분 구조평면도이다. 그림에 표시한 설계대에 대하여 <표 1> ～ <표 ５>를 이용하여 직접설계법으로 주열대와 중간대의 계수휨모멘트를 구하시오. - 바닥하중 고정하중 : 7.5 kN/m² (슬래브 자중 포함) 활하중 : 4.0 kN/m²25점답안 쓰기
4-5다음과 같은 조건하에서 정사각형 무근콘크리트 독립 기초판을 설계하시오. (단, KCI 2012 적용, 기초판 자중은 설계시 무시한다.) <설계조건> -고정하중 = 250 kN, -활하중 = 250 kN, -지붕 활하중 = 70 kN -적설하중 = 90 kN, -상재하중 = 0 kN -기둥 크기 : □-250×250×8 (각형강관) -베이스플레이트 크기 : PL-400×400×20 (하부 주각이 없으며 독립 기초판에 바로 접지됨) -지반의 허용지지력 f_e = 150kN/m² -콘크리트 설계기준강도 f_ck = 18MPa (단위 : mm)25점답안 쓰기
4-6건축법 시행령의 고층 건축물, 다중이용 건축물, 특수구조 건축물에 대한 아래 내용들에 대해 설명하시오. 1) 각 건축물에 대한 정의 및 내용 2) 각 건축물에 대한 구조전문심의 시기와 방법 3) 각 건축물에 대한 시공시 공사감리자와 건축구조기술사의 협력 관계25점답안 쓰기