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건축구조기술사 제134회(2024년) 기출문제

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1교시 13문항 중 10문항 선택 · 100분

  1. 1-1KDS 41 30 20 건축물 강합성구조 설계기준에서 규정하는 매입형 합성부재의 압축 부재에 대한 구조제한과 상세요구사항을 설명하시오.10점답안 쓰기
  2. 1-2강재의 항복조건에 대하여 본 미세스(Von Mises) 항복조건과 트레스카(Tresca) 항복조건을 사용하여 설명하시오.10점답안 쓰기
  3. 1-3구조용강재 SM재 A,B,C 구분과 SN재 A,B,C 구분에 대한 차이점을 설명하시오.10점답안 쓰기
  4. 1-4건축물 설계하중(KDS 41 12 00)에서 제시하는 완경사지붕의 최소설하중에 대하여 설명하시오.10점답안 쓰기
  5. 1-5유리구조 설계기준(KDS 41 80 20)에서 제시하는 비강화유리, 배강도유리, 강화유리에 대한 용어 및 설계기준강도를 각각 설명하시오.10점답안 쓰기
  6. 1-6기초 내진 설계기준(KDS 11 50 25)에서 기초구조물에 대한 다음 사항에 대하여 설명하시오. 1) 기능수행수준에 따른 설계거동한계 2) 붕괴방지수준에 따른 설계거동한계10점답안 쓰기
  7. 1-7철근콘크리트 단면에서 인장철근량이 증가하거나 항복강도가 증가하면 연성이 감소하는 이유에 대하여 평형조건과 적합조건을 이용하여 설명하시오.10점답안 쓰기
  8. 1-8콘크리트에 의한 전단강도 를 발휘하는 3가지 성분을 설명하고 를 계산할 때 콘크리트 설계기준압축강도의 제곱근인 의 값을 8.4MPa 이하로 제한하는 이유를 설명하시오.10점답안 쓰기
  9. 1-9방호·방폭설계에서 철근콘크리트 및 강구조를 포함한 구조물 및 구조요소의 동적응답을 산정해야 한다. 이 동적응답을 산정하기 위한 해석방법은 근사적으로 해석하는 등가단자유도해석법과 보다 정밀한 유한요소해석법으로 구분할 수 있다. 방호·방폭설계에서 사용되는 등가단자유도해석의 특징과 최대변위 등을 도출하기 위한 절차에 대하여 설명하시오.10점답안 쓰기
  10. 1-10건축구조물은 사용목적에 맞추어 설계 초기단계에 구조계획을 수행한다. 구조설계자로서 구조계획 시 고려해야 할 4가지 중점사항을 설명하시오.10점답안 쓰기
  11. 1-11기존 철근콘크리트 구조물의 구조해석을 통한 안전성평가를 실시할 경우 해석결과를 최적화할 수 있는 평가기준과 주요 방법들을 설명하시오.10점답안 쓰기
  12. 1-12좌굴하중에 영향을 미치는 잔류응력(Residual Stress) 및 잔류응력 크기 증가에 따른 좌굴강도곡선의 변화에 대하여 세장비와 좌굴강도 곡선을 그려 설명하시오.10점답안 쓰기
  13. 1-13공학목재 CLT(Cross Laminated Timber)의 구조역학적 특성에 대하여 설명하고, CLT/콘크리트 합성바닥구조의 휨성능과 전단연결재와의 관계에 대하여 설명하시오.10점답안 쓰기

2교시 6문항 중 4문항 선택 · 100분

  1. 2-1스팬 10m의 양단 단순지지 되어 있는 압연 H형강보 H   ×  ×  ×  SM 에 등분포하중(        )이 작용할 때 다음 물음에 답하시오. 1) 보의 구조 안전성을 검토하시오. (    ×  mm    ×  mm    ×  mm    ×  mm    mm   mm r  mm ,    ×  mm ,    MPa ) 2) 중앙부 처짐(△)용 등분포하중이 상기조건에 주어진 하중과 동일한 조건에서 수직방향 진동에 대하여 가속도비(αP/g)를 사용하여 사용성 평가를 하시오. [조건] Po(사용자 보행에 대한 상수력)=0.29kN g(중력가속도)=9.81 m/sec2 β(감쇠비)=0.015 W(휨재에 의하여 지지되는 유효무게)=150kN αo/g(한계가속도비)=0.5% fn(기본고유진동수)   ∆25점답안 쓰기
  2. 2-2아래 그림과 같이 절점이동이 없는 압축재에 소요압축강도(Pu)   kN 이 작용할 때 압축재의 안전성을 검토하시오. (단, 압축재의 길이는 8 m이고 부재 중간에 약축 방향으로 횡지지 되어 있다.) H   ×  ×  ×  SN   E    MPa25점답안 쓰기
  3. 2-3가새골조를 그림 1과 같이 부분트러스로 단순화하였다. 가새에 해당하는 부재 AB 단면형상은 그림 2와 같이 강관과 강봉의 2종류인 경우 수평력 H와 수평변위 δ와의 관계를 도식화하여 설명하시오. (단, A는 단면적, I는 단면 2차모멘트이다. 강관과 강봉의 단면적은 동일하고, 강재 항복강도(Fy)는 275 MPa이고 탄성계수 E = 210,000 MPa이다. 기둥에 해당하는 부재 AC는 AB에 비해 매우 크다고 가정하며, 부재 AC의 축방향 변형은 무시한다.) <그림 1. 수평하중을 받는 트러스 구조 (단위 : mm)> (a) 부재 AB가 인장을 받는 경우 (b) 부재 AB가 압축을 받는 경우 <그림 2. 강관과 강봉의 단면적과 단면 2차모멘트 (단위 : mm)25점답안 쓰기
  4. 2-4콘크리트구조 전단 및 비틀림 설계기준(KDS 14 20 22)에서 제시하는 콘크리트에 의한 전단강도에 대하여 다음 사항을 설명하시오. 1) 철근콘크리트 부재의 콘크리트에 의한 전단강도 ① 전단력과 휨모멘트를 받는 경우(약산식 및 정밀식 구분하여 기술) ② 축방향 압축력을 받는 경우(약산식 및 정밀식 구분하여 기술) ③ 현저히 큰 축방향 인장력을 받는 경우 2) 프리스트레스트콘크리트 부재의 콘크리트에 의한 전단강도 ① 받침부 안쪽 면에서  거리에 있는 단면부터 부재의 단부까지 거리가 프리텐셔닝 긴장재의 전달길이보다 짧거나 긴장재 일부의 부착이 부재의 단부까지 연장되어 있지 않은 프리텐션 부재인 경우 ② 휨철근 또는 긴장재 인장강도의 40% 이상의 유효프리스트레스 힘이 작용하는 부재의 경우25점답안 쓰기
  5. 2-5사용상태에서 단면의 폭     , 깊이     인 단철근 직사각형 단면에 휨모멘트    · 가 작용한다. 평형조건과 적합조건에 따른 단면의 탄성응력 해석을 수행하여 단면에 작용하는 콘크리트의 최대 압축응력과 인장철근의 응력을 구하시오. (단, 콘크리트의 설계기준압축강도  = 30 MPa 이고, 인장철근은     ( = 1,520 mm2,  = 200,000 MPa)가 유효깊이  = 530 mm 인 위치에 배치되어 있으며, 콘크리트의 응력은 변형률에 비례한다고 가정한다.)25점답안 쓰기
  6. 2-6“기존 시설물(건축물) 내진보강 매뉴얼(2024 국토안전관리원)”에서 제시하는 시스템 내진보강공법 중 철골 끼움가새 신설 공법으로 보강할 경우, 다음 사항에 대하여 설명하시오. (단, 기존골조는 철근콘크리트 보통모멘트 골조, 보강골조는 철골 끼움가새 골조, 신·구접합은 케미컬앵커 연결재사용) 1) 보강부 구성요소의 파괴양상에 따른 대표적인 파괴모드 3가지를 도식화하여 설명 2) 1)에서 설명한 파괴모드 중 구조적으로 가장 바람직한 파괴모드를 선정하고 그 선정 이유를 설명25점답안 쓰기

3교시 6문항 중 4문항 선택 · 100분

  1. 3-1콘크리트구조 내구성 설계기준(KDS 14 20 40)에서 제시하고 있는 탄산화 및 동결 융해의 노출범주에 대한 등급, 조건, 그리고 이에 대한 예를 들어 설명하고, 등급별 최소 설계기준 압축강도에 대하여 설명하시오.25점답안 쓰기
  2. 3-2표준화재 3시간 경과후 그림 1에 RC기둥, 강관기둥 그리고 CFT기둥 3종 기둥의 잔존 압축내력과 이에 대한 잔존 압축내력비를 구하시오. 화재발생 3시간 후 기둥 단면의 온도분포는 그림 2와 같이 표면 1,200℃부터 내부 200℃로 변한다. 그림 1 (a)의 RC 기둥의 주근은 그림 2의 구역②에 위치한다. 기둥단면 크기는 폭열 등에 의한 단면손실을 무시한다. 강재와 철근 항복강도(Fy)는 400 MPa, 콘크리트 압축강도()는 50MPa, (a)RC기둥의 철근과 (b)강관기둥 및 (c)CFT기둥의 강재의 단면적은 24,000 mm로 동일하게 단순가정한다. 기둥의 잔존 압축강도 산정 시 그림 3에서 보는 바와 같이 온도상승에 의한 동일한 패턴으로 단순화한 강도저감계수를 고려한다.25점답안 쓰기
  3. 3-3시설물의 안전 및 유지관리 실시 세부지침에 따른 정밀안전진단 실시 중 콘크리트의 내구성을 판단할 수 있는 필수조사항목을 열거하고, 최신의 시험 및 조사규정에 부합하도록 설명하시오. (단, 철근콘크리트모멘트골조 1개 동으로, 연면적은 2,741.22 m2으로 지상 3층이다.) 1) 조사항목과 지침에 따른 조사수량 산정 2) 개요 및 조사방법 3) 평가기준25점답안 쓰기
  4. 3-4그림과 같이 기둥에서 축력이 기초로 전달되도록 다월철근(Dowel Bar)을 배근하려고 한다. 기둥 주근은  철근을 사용하고 소요 철근량은 배근 철근량의 0.8배이며, 띠철근은  @ 을 기둥 단면에 3가닥 배근하였다. 다월철근은   를 사용하고 소요 철근량은 배근 철근량의 0.8배이다. 사용재료 강도는 아래와 같다. - 설계기준압축강도:  (기둥) = 30 MPa(보통중량콘크리트)  (기초) = 24 MPa(보통중량콘크리트) - 철근의 항복강도 :  = 400 MPa 1) 압축을 받는 다월철근의 기둥 내 겹침이음길이()를 산정하시오. 2) 압축을 받는 다월철근의 기초 내 정착길이()를 산정하시오.25점답안 쓰기
  5. 3-5다음 구조물에 대한 물음에 답하시오. 1) 단면의 소성중립축 위치[mm] 및 소성단면계수 ZP[mm3], 전소성모멘트 MP[kN·m]를 구하시오. 2) 소성붕괴기구(Collapse mechanism)를 가정하여 도시하고, 소성붕괴하중 Pu[kN]를 구하시오. (단, 재료는 인장 및 압축에 대하여 동일하게 거동하고, 항복강도 Fy=20 MPa이며 응력도(σ)-변형도(ϵ) 관계는 아래 그림과 같다.)25점답안 쓰기
  6. 3-6길이 6 m의 H형강 부재가 트러스 인장재로 사용되고 있다. 계수인장력은  = 400 kN , 계수수직하중은  = 200 kN 이 부재 중앙부에 작용하여 강축휨을 유발하고 있다. 이 부재에 압연H형강 H   ×  ×  ×  r = 20 mm SM275을 사용할 경우 구조안전성을 검토하시오.  = 10,150 mm2, Ix = 217,000,000 mm4, Iy = 36,500,000 mm4, Sx = 1,280,000 mm3, Zx = 1,410,000 mm3, rx = 146 mm, ry = 60 mm, E = 210,000MPa, Fy = 275 MPa  =   25점답안 쓰기

4교시 6문항 중 4문항 선택 · 100분

  1. 4-1삼각형 시간-압력 충격하중을 받는 H-400×200×8×13 강재보(SM275)의 고유주기를 아래 설계조건 및 수식을 참고하여 구하시오. (단, 유효질량은 탄소성 범위에서 계산한다. 탄성계수 E= 210,000 MPa, 단면2차모멘트 I=237,000,000 mm4) <설계조건 및 수식 참고자료> 강재보의 길이  = 6000 mm, 간격 = 1500 mm 강재보의 전체질량  = 655,310 kN/(m/ms2) 등가탄성휨강성  = , 고유주기  = 2π()1/2 <1방향 부재의 변환계수(transformation factor> 구분 하중계수 질량계수 하중-질량계수 탄성 0.64 0.50 0.78 소성 0.50 0.33 0.66 <삼각형 시간-압력 충격하중 곡선>25점답안 쓰기
  2. 4-2층고 6.0 m 각형기둥 단면 100 mm × 100 mm인 C1기둥 주변에 그림 1과 같이 화재가 발생하였다. 시간 경과에 따른 부재 단면온도는 그림 2와 같이 상승하며, 그에 따라 부재 온도상승에 의한 탄성계수와 항복강도 값은 그림 3과 같이 저감한다. 상온시부터 0.2 Py하중 재하상태인 지점 조건별 ⓐ, ⓑ, ⓒ 각 기둥의 화재 발생후 좌굴 발생시간을 구하시오. (단, 선팽창계수  = 1.2 × 10-5 / ℃ , 탄성계수 E=200,000 MPa, 항복강도 Fy=200 MPa) 그림 1. 건물화재 발생위치(단위:mm) 그림 2. 구획공간 내 시간경과에 의한 온도상승 그림 3. 시간경과에 의한 항복강도와 탄성계수의 저감계수 그림 4. C1 기둥의 지점 조건25점답안 쓰기
  3. 4-3매입형 합성기둥이 고정하중 2,500 kN, 활하중 7,000 kN의 축압축력을 받는 경우 안전성을 검토하시오. 부재의 길이는 5.0m이고, 양단 핀으로 지지되어 있으며, 하중은 매입콘크리트에 직접 작용한다. (단위:mm) 내부강재 : H  400 × 400 × 20 × 35(조립H형강, SM355)  = 205,000N/mm2 보강철근 : 12-HD 29(SD400)  = 205,000N/mm2 콘크리트 :  = 24N/mm2  = 27,000N/mm2 띠 철근 : HD 13@300(SD400)25점답안 쓰기
  4. 4-4다음 부착긴장재를 가진 프리스트레스트 부재의 설계휨강도()를 계산하시오. (단, 이 단면은 철근이 사용되지 않은 완전 프리스트레스트 부재이고 의 값은 0.5  이상이다.)  = 40 MPa  = 1,860 MPa  = 0.85  6-12.7 mm (저릴랙세이션 긴장재)  = 6 × (98.71 mm2) = 592.26 mm2 (단위:mm)25점답안 쓰기
  5. 4-5건축물 내진설계기준(KDS 41 17 00)에서 제시하는 평면비정형성 및 수직비정형성의 유형, 정의, 적용내진 설계범주에 대하여 설명하시오.25점답안 쓰기
  6. 4-6최근 교육부는 학교시설 내진성능평가 및 보강메뉴얼(MOE 2021)에 따라 학교시설 내진보강사업을 추진하고 있다. 다음과 같은 내진보강공법을 적용하여 설계하고 시공하려 한다. 1) 보강설계단계에서 구조해석 및 설계 시 중점사항을 설명하시오. 2) 시공단계에서 내진보강 기술감리자로서 현장 주요점검항목을 설명하시오. <보강공법 : 철근콘크리트 채움전단벽 공법>25점답안 쓰기